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Dissertations / Theses on the topic 'LHC ATLAS Luminosity Cross Section'
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Cabras, Grazia. "Luminosity determination for the measurement of the proton-proton total cross section at 8 TeV in the Atlas experiment." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/8339/.
Full textAbstract:
La sezione d’urto totale adronica gioca un ruolo fondamentale nel programma di fisica di LHC. Un calcolo di questo parametro, fondamentale nell’ambito della teoria delle interazioni forti, non é possibile a causa dell’inapplicabilità dell’approccio perturbativo. Nonostante ciò, la sezione d’urto può essere stimata, o quanto meno le può essere dato un limite, grazie ad un certo numero di relazioni, come ad esempio il Teorema Ottico. In questo contesto, il detector ALFA (An Absolute Luminosity For ATLAS) sfrutta il Teorema Ottico per determinare la sezione d’urto totale misurando il rate di eventi elastici nella direzione forward. Un tale approccio richiede un metodo accurato di misura della luminosità in condizioni sperimentali difficoltose, caratterizzate da valori di luminosità istantanea inferiore fino a 7 ordini di grandezza rispetto alle normali condizioni di LHC. Lo scopo di questa tesi è la determinazione della luminosità integrata di due run ad alto β*, utilizzando diversi algoritmi di tipo Event-Counting dei detector BCM e LUCID. Particolare attenzione è stata riservata alla sottrazione del fondo e allo studio delle in- certezze sistematiche. I valori di luminosità integrata ottenuti sono L = 498.55 ± 0.31 (stat) ± 16.23 (sys) μb^(-1) and L = 21.93 ± 0.07 (stat) ± 0.79 (sys) μb^(-1), rispettivamente per i due run. Tali saranno forniti alla comunità di fisica che si occupa della misura delle sezioni d’urto protone-protone, elastica e totale. Nel Run II di LHC, la sezione d’urto totale protone-protone sarà stimata con un’energia nel centro di massa di 13 TeV per capire meglio la sua dipendenza dall’energia in un simile regime. Gli strumenti utilizzati e l’esperienza acquisita in questa tesi saranno fondamentali per questo scopo.
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Abdel, khalek Samah. "Mesure de la section efficace totale proton-proton avec le détecteur ATLAS au LHC." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00962261.
Full textAbstract:
Celà fait maintenant presque 50 ans qu'on a découvert que la section efficace totale proton-proton augmentait avec l'énergie, alors qu'on pensait précédemment qu'elle deviendrait asymptotiquement constante. Les incertitudes des mesures sur les rayons cosmiques effectuées à haute énergie ne permettent pas de déterminer la forme exacte de l'augmentation de la section efficace avec l'énergie.Le LHC au CERN à Genève fournit des collisions avec une énergie jamais atteinte dans un accélérateur de particule. L'énergie dans le centre de masse était 7 TeV en 2010 - 2011, 8 TeV en 2012 et atteindra 14 TeV dans un futur proche. Le détecteur ATLAS installé sur un des quatre points d'interaction du LHC, est utilisé pour collecter le résultat des collisions proton-proton. Son sous-détecteur ALFA, situé à 240 m du point d'interaction, est utilisé pour détecter les proton résultant des collisions élastiques. ALFA est donc capable, dans certaines conditions particulières de l'optique, de mesurer la section efficace totale et la pente nucléaire.Le travail effectué durant cette thèse a permit de mesurer σtot = 94.88 ± 0.12 stat ± 1.56syst mb et b = 19.45 ± 0.05stat ± 0.31syst GeV-2 à 7 TeV.
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Brahimi, Nihal. "Search for the Higgs boson in the ttH(H->bb) channel and measurement of the production cross-section of ttbb with the ATLAS detector at the LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0337.
Full textAbstract:
Depuis la découverte du boson de Higgs par les expériences ATLAS et CMS en juillet 2012, il est devenu crucial de mesurer ses propriétés, tel que son couplage aux fermions, pour établir sa nature et déceler toute déviation possible par rapport aux prédictions du Modèle Standard. Le couplage Yukawa du quark top est le plus fort et ainsi joue un rôle majeur dans la découverte de nouvelle physique. La production du boson de Higgs en association avec une paire de quark top et sa désintégration en deux quarks b, ttH(H->bb), donne accès à ce couplage. Bien que la production ttH a été récemment établie par ATLAS et CMS en combinant plusieurs canaux dont ttH(H->bb), ce dernier n'a jamais était observé directement. La complexité de l'état final de ttH(H->bb) impliquant un grand nombre de b-jets, ainsi que la présence du bruit de fond dominant de la production de paire de quark top avec des jets additionnels (tt+jets), en particulier avec des b-jets (ttbb), sont les principaux défis de ce canal. Par conséquent, l'étiquetage des b-jets, appelé b-tagging, et le contrôle du bruit de fond ttbb sont des ingrédients clés pour cette analyse. Cette thèse présente la recherche de ttH(H->bb) avec 36.1 /fb de données LHC recueillies par le détecteur ATLAS en 2015 et 2016. Des techniques novatrices pour améliorer la sensibilité de l'analyse, exploitant les données complètes du Run 2, sont aussi développées. En particulier, des études détaillées sont présentées dont la mesure de la section efficace différentielle du bruit de fond ttbb. L'optimisation des algorithmes de b-tagging en vue du projet LHC à haute luminosité, après l'amélioration du trajectographe d'ATLAS, est également présentéeSince the discovery of the Higgs boson at a mass around 125 GeV by both ATLAS and CMS collaborations in July 2012, it became crucial to measure its properties, such as its couplings to fermions, and unravel any deviations from the Standard Model (SM) predictions. The top quark Yukawa coupling is the strongest in the fermionic sector and one of the best probes to shed light on phenomena beyond the SM. The Higgs boson production in association with a pair of top quarks and its subsequent decay into a pair of bottom quarks, ttH(H->bb), grants direct access to this coupling in addition to the bottom quark Yukawa coupling. Although the ttH production was recently established by both ATLAS and CMS combining several channels including ttH(H->bb), the latter has never been observed directly. The complexity of the ttH(H->bb) final state with a large number of b-jets, and the overwhelming background of the top pair production with additional jets (tt+jets), especially b-jets (ttbb), are the major challenges of this channel. Thus, b-jet identification referred to as b-tagging, and the control of the ttbb background are key ingredients for this analysis. This thesis presents the search for ttH(H->bb) performed with 36.1 /fb of LHC data collected by the ATLAS detector in 2015 and 2016. Novel techniques to improve the search sensitivity with full Run 2 data are also developed. Particularly, detailed studies are presented including a differential cross-section measurement of the main ttbb background. The optimization of the b-tagging algorithms in view of the High Luminosity LHC upgrade, after the replacement of the ATLAS inner detector, is also presented
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Schmitt, Sebastian [Verfasser], and André [Akademischer Betreuer] Schöning. "Measurement of the Inclusive pp->Z/gamma*->e+e- Cross Section at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS Experiment and Design Studies for a First Level Track Trigger for the ATLAS Trigger Upgrade at the future High Luminosity LHC / Sebastian Schmitt ; Betreuer: André Schöning." Heidelberg : Universitätsbibliothek Heidelberg, 2013. http://d-nb.info/1177382881/34.
Full text
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Iturbe, Ponce Julia Mariana. "Vertex counting as a luminosity measure at ATLAS and determination of the electroweak Zjj production cross-section." Thesis, University of Manchester, 2016. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/vertex-counting-as-a-luminosity-measure-at-atlas-and-determination-of-the-electroweak-zjj-production-crosssection(9112f5fa-9751-4aaf-bdfe-415d721798d9).html.
Full textAbstract:
This thesis presents two analyses of data recorded by the ATLAS detector during proton-proton collisions at the LHC. The first is the implementation of a vertex counting algorithm to measure the luminosity recorded by ATLAS during collisions at a centre-of-mass energy of √s = 8 TeV in 2012. This comprises a Monte Carlo closure test for validation of the method and its corrections, the calibration of the method using the van der Meer scans performed in 2012 and the application of the method to physics runs. It also includes tests of the internal and external consistency of the algorithm and the potential to use this algorithm to measure the luminosity of data collected during proton-proton collisions at √s = 13 TeV.The second analysis is the measurement of the inclusive and purely electroweak production of dijets in association with a Z boson, performed using the 3.2 fb−1 of data collected during collisions at a centre-of-mass energy of √s = 13 TeV in 2015. Cross-section measurements are presented for five fiducial regions, each of which has a different sensitivity to the electroweak component of the Zjj production. Data and Monte Carlo predictions are compared and found to be in reasonable agreement for most cases. The electroweak Zjj production cross-section is then extracted in a fiducial region where this contribution is enhanced. This measurement is also in good agreement with the Monte Carlo prediction. These first 13 TeV measurements will set the scene for studies of weak boson fusion, both within the Standard Model and in new phenomena searches, which will become even more important in Run 2 and the future of the LHC due to the electroweak sector not being as constrained yet, compared to the strong sector, and due to the larger enhancements as a result of a higher √s, where electroweak physics can be most easily extracted.
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Delemontex, Thomas. "Mesure de la section efficace de production électrofaible de quark top dans le mode associé W + t dans le canal dilepton auprès de l'expérience ATLAS au LHC." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00793216.
Full textAbstract:
Le quark top à été découvert en 1995 par les collaboration dzero~et cdf~au TeVatron. De part sa masse très grande de l'ordre de 172.5 GeV, il est difficile à produire et certaines de ces propriétés nécéssitent encore d'être étudiées avec précision. Le Modèle Standard prévoit deux types de production pour le quark top qui sont la production par paires et la production solitaire ("single top"). Si les modes de production par paires sont maintenant bien connus, sa production solitaire l'ai beaucoup moins notamment à cause de faibles taux de production et de forts bruits de fond. Cette thèse est consacrée à la mesure de la section efficace de production d'un quark top en association avec un boson W dans le canal dilepton au près de l'expérience ATLAS placée sur le Large Hadron Collider (LHC) au CERN. Deux analyses sont présentées dans ce document. La première mesure mondiale de ce processus, réalisée à l'aide des premiers 35 pb-1 de données, est tout d'abord exposée. Cette mesure se veut simple et robuste et utilise au maximum les données pour les diverses estimations de bruits de fond venant entacher la mesure. Une seconde analyse utilisant cette fois toutes les données 7 TeV recueillies en 2011(4.7 fb-1) est aussi présentée. Cette dernière mesure, de sensitivité beaucoup plus grande, fait appel à des techniques de discrimination poussées utilisant des Arbres de Decision Boostés ainsi qu'un traitement statistique plus performant que celui utilisé précédemment. La valeur mesurée de la section efficace W+t est ensuite utilisée afin de contraindre les secteurs électrofaibles du quark top via une mesure de l'élement de matrice CKM |V_tb|.
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Bertella, Claudia. "Probing top quark and Higgs boson production in multijet events at the LHC with the ATLAS detector." Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4055.
Full textAbstract:
Sonder la production du quark top et du boson de Higgs dans les évènements multi-jet avec expérience Atlas auprès du LHC.Le détecteur Atlas est une expérience généraliste placé auprès du collisionneur proton-proton circulaire de 27 km de circonférence, LHC. Le LHC est conçu pour produire des collisions avec une énergie nominale au centre de masse de l'ordre de racine carré8 = 14 Tev et une luminosité instantané de 10-34cm-2s-1Probing top quark and Higgs boson production in multi-jet avents at the LHC with the Atlas detector.The Atlas detector is a general purpose detector located at the Large Hadron Collider (LHC). It aims at the discovery af new physics phenomena and improving our knowledge of the standart Model (SM)
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Cuppini, Elena. "Determination of the top-quark mass using top-antitop cross section measurements at LHC." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/23715/.
Full textAbstract:
Lo studio della fisica del quark top rappresenta un campo in continuo sviluppo da partedella comunità teorica ed è di grande interesse all’interno del programma di fisica sperimentale ad ATLAS. In questa tesi, la massa del quark top è estratta mediante il confronto di calcoli di QCD della sezione d’urto totale e differenziale della produzione top-antitop in collisioni protone-protone ad energia del centro di massa di √s= 13 TeV, prodotti con il programma MATRIX al next-to-next-to-leading order, con dati sperimentali da collisioni pp a √s= 13 TeV raccolti nel 2015 e nel 2016 dal detector ATLAS al Large Hadron Collider (LHC) del CERN, corrispondenti a una luminosità integrata di 36.1 fb−1. Utilizzando la sezione d’urto totale top-antitop (t ̄t) misurata in eventi dileptonicieμe conducendo un’analisi basata su un approccio Bayesiano che utilizza Markov Chain Monte Carlo (MCMC), il valore ottenuto per la massa del quark top è m_t=(174.4+1.7−2.7) GeV. Dal confronto delle predizioni teoriche per la sezione d’urto differenziale assoluta in funzione della massa invariante (m_t ̄t) con dati misurati nel canale leptoni + jet a livello partonico, una seconda estrazione della massa del quark top ha portato al valore m_t= (171.9+3.0−2.9) GeV, ottenuto analizzando il χ2 tra i valori della predizione e quelli misurati.
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Abreu, Aguilar Henso Javier. "Measurement of the inclusive prompt photon cross section and preparation of the search of the Higgs boson decaying into two photons with the ATLAS detector at the LHC." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00627369.
Full textAbstract:
Ce travail présente les mesures de section efficace de production de photons isoles dans les collisions proton-proton avec l'expérience ATLAS au LHC, a une énergie de 7 TeV dans le centre de masse. Les résultats sont d'abord obtenus pour une luminosité intégrée de 880 nb−1, puis dans un deuxième temps pour une luminosité de 36 pb−1. Les mesures faites avec 880 nb−1 et 36 pb−1 couvrent, respectivement, les intervalles en énergie transverse 15 ≤ E < 100 GeV et 45 ≤ E < 400 GeV. Les résultats sont compares aux prédictions de la chromodynamique quantique perturbative à l'ordre NLO. Les premières études pour la recherche du Higgs dans le canal de désintégration en deux photons sont également présentées pour 38 pb−1 de données collectées par l'expérience ATLAS en 2010 (et plus récemment pour 210 pb−1 accumules en 2011). Les limites d'exclusion observées sont citées en fonction d'une masse de Higgs se situant dans l'intervalle 110-140 GeV.
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Yu, Jie. "Measure de la section efficace de production de paires de quarks, top-antitop à l’aide des premières donnees du détecteur ATLAS auprès du LHC." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112055/document.
Full textAbstract:
Le but de la thèse est de mesurer la section efficace de production de quarks top-antitop dans le canal lepton + jets dans l'expérience ATLAS au Grand collisionneur de hadrons (LHC). L'analyse utilise les données des collisions proton-proton à 7 TeV collectées en 2010 avec une luminosité intégrée de 33,7 pb-1. La sélection des événements est basée sur la signature de la topologie top-antitop avec 1 électron ou muon, une grande énergie transverse manquante et au moins 4 jets. Le fond QCD multijets est mesuré avec les données elles-mêmes par une "Méthode Matricielle". Trois méthodes sont utilisées pour mesurer le fond W+jets, la méthode d’asymétrie de charge, la méthode de Berends-Giele et une méthode combinant les deux précédentes. Les autres bruits de fond sont estimés à partir MC. Le nombre d'événements de signal top-antitop est obtenu en ajustant la distribution du nombre de jets étiquetés b, en mesurant simultanément l'efficacité d‘étiquetage des quarks b. La section efficace top-antitop est mesurée à 148,1±34,9 pb. Elle est compatible avec la prédiction du Modèle Standard à l’ordre NNLO calculée par le logiciel Hathor. Elle est également en accord avec les mesures par d'autres méthodes. Avec plus de données sur les collisions en 2011, on peut s'attendre à une mesure plus précise de la section efficace top-antitopThe essential purpose of the thesis is to measure the top pair cross section in lepton+jets channels in the Atlas experiment at Large Hadron Collider (LHC). The analysis is using the proton-proton collision data at 7 TeV collected in 2010 with a luminosity of 33.7 pb-1. The event selection is based on the signature of ttbar topology with 1 electron or muon, large missing transverse energy and at least 4 jets. The QCD multijet background is measured with the data driven “Matrix Method”. Three data driven methods are applied to measure the W+jets background, the charge asymmetry method, the Berends Scaling method and the method combining both. Other backgrounds are estimated from MC.The number of signal ttbar events are obtained by fitting the distribution of the number of b-tagged jet, when the b-tagging efficiency is simultaneously fitted. The ttbar cross section is measured to be 148.1±34.9 pb. It is consistent with the Standard Model prediction at NNLO calculated by Hathor tool. It also agrees with the measurements from other methods. With more collision data in 2011, one can expect a more precise measurement on ttbar cross section
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Zeman, Martin. "Measurement of the Standard Model W⁺W⁻ production cross-section using the ATLAS experiment on the LHC." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112263/document.
Full textAbstract:
Les mesures de sections efficaces de production di-bosons constituent une partie importante du programme de physique au Large Hadron Collider (Grand collisionneur de hadrons) au CERN. Ces analyses de physique offrent la possibilité d'explorer le secteur électrofaible du modèle standard à l'échelle du TeV et peuvent être une indication de l'existence de nouvelles particules au-delà du modèle standard. L'excellente performance du LHC dans les années 2011 et 2012 a permis de faire les mesures très compétitives. La thèse donne un aperçu complet des méthodes expérimentales utilisées dans la mesure de la section efficace de production de W⁺W⁻ dans les collisions proton-proton au √s = 7 TeV et 8 TeV. Le texte décrit l'analyse en détail, en commençant par l'introduction du cadre théorique du modèle standard et se poursuit avec une discussion détaillée des méthodes utilisées dans l'enregistrement et la reconstruction des événements de physique dans une expérience de cette ampleur. Les logiciels associés (online et offline) sont inclus dans la discussion. Les expériences sont décrites en détail avec en particulier une section détaillée sur le détecteur ATLAS. Le dernier chapitre de cette thèse présente une description détaillée de l'analyse de la production de bosons W dans les modes de désintégration leptoniques utilisant les données enregistrées par l'expérience ATLAS pendant les années 2011 et 2012 (Run I). Les analyses utilisent 4,6 fb⁻¹ de données enregistrées à √s = 7 TeV et 20,28 fb⁻¹ enregistré à 8 TeV. La section efficace mesurée expérimentalement pour la production de bosons W dans l'expérience ATLAS est plus grande que celle prédite par le modèle standard à 7 TeV et 8 TeV. La thèse se termine par la présentation des résultats de mesures différentielles de section efficaceMeasurements of di-boson production cross-sections are an important part of the physics programme at the CERN Large Hadron Collider. These physics analyses provide the opportunity to probe the electroweak sector of the Standard Model at the TeV scale and could also indicate the existence of new particles or probe beyond the Standard Model physics. The excellent performance of the LHC through years 2011 and 2012 allowed for very competitive measurements. This thesis provides a comprehensive overview of the experimental considerations and methods used in the measurement of the W⁺W⁻ production cross-section in proton-proton collisions at √s = 7 TeV and 8 TeV. The treatise covers the material in great detail, starting with the introduction of the theoretical framework of the Standard Model and follows with an extensive discussion of the methods implemented in recording and reconstructing physics events in an experiment of this magnitude. The associated online and offline software tools are included in the discussion. The relevant experiments are covered, including a very detailed section about the ATLAS detector. The final chapter of this thesis contains a detailed description of the analysis of the W-pair production in the leptonic decay channels using the datasets recorded by the ATLAS experiment during 2011 and 2012 (Run I). The analyses use 4.60 fb⁻¹ recorded at √s = 7 TeV and 20.28 fb⁻¹ recorded at 8 TeV. The experimentally measured cross section for the production of W bosons at the ATLAS experiment is consistently enhanced compared to the predictions of the Standard Model at centre-of-mass energies of 7 TeV and 8 TeV. The thesis concludes with the presentation of differential cross-section measurement results
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Wang, Jin. "Mesure de la section efficace de production du single top en voie-t en utilisant des arbres de décision avec ATLAS à sqrt(s)=7TeV." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY034/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente une mesure de la section efficace de production du quark-top célibataire en voie t avec 1,04~fb^{-1} de données recueillies par le détecteur ATLAS au LHC à partir de collisions proton-proton d'énergie centre de masse sqrt(s) = 7TeV. Les événements sélectionnés contiennent un lepton, de l'énergie transverse manquante, et deux ou trois jets, l'un d'eux étant étiqueté comme étant issu d'un quark-b. Le modèle pour le bruit de fond se compose des processus multijets, W+jets et production de paires de quarks top ainsi que de contributions moindres venant d'événements Z+jets et diboson. En utilisant une méthode de coupures et de comptage basée sur la distribution d'un discriminant multivarié construit avec des arbres de décision stimulés, la section efficace de production de quark-top célibataire en voie t a été mesurée. La valeur sigma_ {t} = 97,3^{30,7}_{-30,2}~pb a été obtenue. Ce résultat est en bon accord avec la prédiction du Modèle Standard. En supposant que les éléments de la matrice CKM reliee au quark-top obéissent à la relation |Vtb|>>|Vts|, |V_td|, la force du couplage W-t-b est extraite de la section mesurée, |Vtb| = 1,23^{+0,20}_{-0,19}. Si on suppose que |Vtb|<1, une limite inférieure |Vtb|>0.61 est obtenue avec un niveau de confiance de 95%This thesis presents a measurement of the cross section of t-channel single top-quark production using 1.04~fb^{-1} data collected by the ATLAS detector at the LHC with proton-proton collision at center-of-mass sqrt(s)=7TeV. Selected events contain one lepton, missing transverse energy, and two or three jets, one of them b-tagged. The background model consists of multijets, W+jets and top-quark pair events, with smaller contributions from Z+jets and diboson events. By using a cut and count method based on the distribution of a multivariate discriminant constructed with the boosted decision trees, the cross section of t-channel single top-quark production is measured: sigma_{t}= 97.3^{+30.7}_{-30.2}~pb, which is in good agreement with the prediction of the Standard Model. Assuming that the top-quark-related CKM matrix elements obey the relation |Vtb|>>|Vts|, |V_td|, the coupling strength at the W-t-b vertex is extracted from the measured cross section, |Vtb| = 1,23^{+0,20}_{-0,19}. If it is assumed that |Vtb|<1, a lower limit of |Vtb|>0.61 is obtained at the 95% confidence level
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Qin, Yang. "Search for tt̄H production and measurement of the tt̄ cross-section with the ATLAS detector." Thesis, University of Manchester, 2017. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/search-for-tbarth-production-and-measurement-of-the-tbart-crosssection-with-the-atlas-detector(1c05f62c-67ad-4011-802d-703d045490f1).html.
Full textAbstract:
The Higgs boson and the top quark have been a focus in modern elementary particle physics research because of their special roles in the Standard Model (SM) of particle physics. The studies of both particles are crucial for revealing the unsolved puzzles of modern particle physics. The coupling between the Higgs boson and the top quark, the top-Yukawa coupling, is one of the fundamental parameters in the SM that can potentially direct the future development of the theory of elementary particle physics. This thesis presents two analyses on the Higgs boson and the top quark, using proton-proton (pp) collision data collected by the ATLAS detector during 2012 and 2015. A search for the SM Higgs boson produced in association with a top quark pair (tt̄H) was performed using 20.3 fb⁻¹ of pp collision data at a centre-of-mass energy of √s = 8 TeV. The search is designed to be primarily sensitive to the H → bb decay mode. Events with one of two electrons or muons are used in the search. No significant excess of events is observed above the background predicted by the SM. An observed (expected) upper limit on the signal strength of 3.4 (2.2) times the SM prediction is obtained at 95% confidence level. The tt̄H signal strength, represented by the ratio of the measured tt̄H cross-section to the SM prediction, is found to be μ = 1.5 ± 1.1 for a Higgs boson mass of m_H = 125 GeV. A measurement of the top quark pair (tt̄) production cross-section was performed using 3.2 fb⁻¹ of pp collision data at √s = 13 TeV. The measurement uses events with an opposite-charge-sign electron-muon pair and exactly one and two jets originating from b quarks. The inclusive tt̄ production cross-section is measured to be σ_tt̄ = 818 ± 8(stat) ± 27(syst) ± 19(lumi) ± 12(beam) pb, where the uncertainties arise from data statistics, analysis systematic effects, the integrated luminosity and the LHC beam energy. The total relative uncertainty is 4.4%. The result is consistent with the theoretical prediction at the next-to-next-to-leading order accuracy in the strong coupling constant αs of QCD, with the resummation of next-to-next-to-leading logarithmic (NNLL) soft gluon terms. A fiducial cross-section corresponding to the experimental acceptance of leptons is also measured.
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Lesage, Arthur Alexis Jules. "Study of the fiducial cross section of the Higgs boson decaying into four leptons and study of muon isolation in the ATLAS experiment at the LHC." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS208/document.
Full textAbstract:
Le sujet principal de la thèse est la mesure de la section efficace de production du boson de Higgs se décomposant en deux bosons Z dans l'état final à quatre leptons (H → ZZ * → 4l, l = e, μ), en utilisant 36.1 fb-1 de données collectées en 2015 et 2016 par l'expérience ATLAS au Grand Collisionneur de Hadrons (LHC) au CERN. La section efficace inclusive dans la chaîne de décomposition H → ZZ * → 4l est mesurée à 3.62 ±0.53 (stat) ± 0.25 (syst) fb, en accord avec la prédiction du Modèle Standard, de 2.91 ± 0.13 fb. Plusieurs sections efficaces fiducielles différentielles sont mesurées en fonction d'observables sensibles aux modes de production et de décomposition du boson de Higgs, incluant les variables cinématiques des jets produits avec le boson de Higgs. Les données et les prédictions du Modèle Standard sont en bon accord. Les sections efficaces extraites sont aussi utilisées pour contraindre des interactions anormales du boson de Higgs avec des particules du Modèle Standard.La deuxième partie de la thèse concerne l'isolation des muons. Les variables sont construites à partir des informations du tracker (isolation de trace) et des calorimètres (isolation calorimétrique). Elles mesurent l'activité ambiante autour de la trajectoire de la particule dans les détecteurs et constituent un outil puissant pour rejeter le bruit de fond. Avec les données collectées par ATLAS en 2015 et 2016,les distributions des variables sont comparées entre données et simulation. Des points de fonctionnement correspondant à des ensembles de coupures sur ces variables sont alors définis. En utilisant la décomposition du boson Z en deux muons, les efficacités du signal sont mesurées. Des facteurs d'échelle correspondant aux ratios entre données et simulation sont alors calculés. Le bon accord conduit à des facteurs d'échelle proches de l'unitéThe main subject of the thesis is the measurement of the production cross section of the Higgs boson decaying to two Z bosons in the four-lepton final state (H →ZZ * → 4l, l = e, μ), using 36.1 fb- 1 of data recorded during 2015 and 2016 with the ATLAS experiment installed at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. The inclusive fiducial cross section in the H → ZZ * → 4l decay channel is measured to be 3.62 ± 0.53 (stat) ± 0.25 (syst) fb,in agreement with the Standard Model prediction of 2.91 ± 0.13 fb. Several differential fiducial cross sections are measured for observables sensitive to the Higgs-boson production and decay, including kinematic distributions of the jets produced together with the Higgs boson. Good agreement is found between the data and the predictions of the Standard Model. The extracted cross-section distributions are also used to constrain anomalous Higgs-boson interactions with Standard-Model particles.The second part of the thesis is dedicated to the muon isolation. Isolation variables, based on information from the tracker (track-based isolation) and the calorimeters (calorimeter-based isolation) measure the ambient activity surrounding a particle in the detectors and are a powerful tool to reject background objects. Using36.1 fb-1 of data recorded by ATLAS in 2015 and2016, the variable distributions are compared with simulation. Working points are then defined as sets of cuts applied to the isolation variables. Using theZ boson decays to a pair of muons, the signal efficiency of the working points is calculated. Scale factors are then derived as ratio of efficiencies measured in data over simulation. The good agreement leads to scale factors close to one
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Glaysher, Paul Christopher Frederick. "Differential cross section measurements in H→ WW and prospects of observing H→ bb in future LHC runs at the ATLAS detector." Thesis, University of Edinburgh, 2016. http://hdl.handle.net/1842/22074.
Full textAbstract:
The highly celebrated discovery of a new particle with a mass of 125 GeV in proton-proton collisions by the ATLAS and CMS experiments at the CERN Large Hadron Collider in 2012 has been shown to be compatible with the Standard Model description of the Higgs boson. However, in order to fully verify the Standard Model nature of the Higgs boson, most of its properties still remain to be measured. Such measurements include differential cross section measurements, which are shown here for the H→WW decay channel and the coupling of the Higgs boson to bottom quarks, for which a study of future prospects is presented. Differential fiducial cross section measurements of the Higgs boson were performed in the H → WW*→lvlv channel at the ATLAS detector with 20 fb−1 of √s = 8 TeV collision data. For Higgs bosons produced by gluon-gluon fusion, the cross section is measured as a function of kinematic variables, including transverse momentum and rapidity of the Higgs boson, as well as the number of jets associated with the Higgs event. The obtained distributions are unfolded to a fiducial volume using a two-dimensional iterative Bayesian algorithm. The measured fiducial differential cross sections are compared to predictions from Monte Carlo generators. The total cross section measured in the fiducial volume defined by the charged lepton and neutrino kinematic properties is 36.0 ± 9.7 fb. Additionally the jet-veto efficiency in the fiducial volume is extracted from the differential cross sections. An analysis is presented of Higgs boson production and decay into bottom quarks in association with a vector boson at the ATLAS detector for the future high-luminosity LHC with proton-proton collisions at √s = 14 TeV. The vector bosons are reconstructed from Z→l+l− or W→lv final states, where l is an electron or muon. The analysis uses generator-level Monte Carlo samples to which efficiency and resolution smearing functions are applied. These reproduce the expected resolution of the upgraded ATLAS detector for the foreseen amount of pile-up due to multiple overlapping proton-proton collisions. The analysis of the ZH(→ l+l−b¯b) channel is presented and results are combined with the WH(→lvb¯b) channel from a corresponding study. For an integrated luminosity of 300 fb−1 using an average pile-up of 60, the expected significance is 3.9 σ with an expected error on the signal strength of 25%. Likewise, for 3000 fb−1 using an average pileup of 140 the expected significance is 8.8 σ , and the error on the signal strength is expected to be about 15%.
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Dutta, Baishali. "Measurement of W+W− production cross section in proton-proton collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2018. http://dx.doi.org/10.18452/19352.
Full textAbstract:
Diese Arbeit stellt eine Messung des W+W- Produktionswirkungsquerschnitts in pp Kollisionen bei einer Schwerpunktenergie von √s = 13 TeV vor. Der verwendete Datensatz wurde mit dem ATLAS Detektor im Jahr 2015 aufgezeichnet und entspricht einer integrierten Luminosität von 3,16 fb-1. Die W+W- Ereignisse werden über leptonische Zerfälle der W-Bosonen selektiert, wobei jeweils eines der W Bosonen in ein Elektron und ein Elektronneutrino und das andere in ein Myon und ein Myonneutrino zerfällt. Der gemessene Wirkungsquerschnitt in einem Referenzphasenraum, der nahe der Detektorakzeptanz definiert ist, beträgt
σ (fiducial, W+W-) = 529 ± 20 (stat.) ± 50 (syst.) ± 11 (lumi.) fb.
Das Ergebnis stimmt innerhalb der Fehlergrenzen mit der besten verfügbaren Standardmodell-Vorhersage von 478 ± 17 fb überein. Die kinematischen Verteilungen der im Zerfall der beiden W Bosonen produzierten Leptonen wurden genauer untersucht, um die drei- Eichbosonenkopplung bei den WWγ und WWZ Vertizes zu messen. Abweichungen dieser Kopplungen vom Standardmodell können ein Hinweis auf neue Physik sein. Für die Größen, welche diese anomalen Kopplungen parametrisieren, wurden Konfidenzintervalle berechnet. Die beobachteten Kopplungen stimmen mit dem Standardmodell überein.This thesis presents a measurement of W+W- production cross section with the pp collision data collected at the ATLAS detector in the year of 2015. The dataset corresponds to a centre-of-mass collision energy of √s = 13 TeV with a total integrated luminosity of 3.16 fb-1. The W+W- signal events are selected using a signature where one of the W bosons decays into an electron and an electron neutrino while the other produces a muon with an associated muon neutrino. The measured cross section in the chosen fiducial phase space close to detector acceptance is σ (fiducial, W+W-) = 529 ± 20 (stat.) ± 50 (syst.) ± 11 (lumi.) fb. The result within the assigned uncertainties is compatible with the best available Standard Model prediction of 478 ± 17 fb. The observed kinematic spectrums of the produced leptons from the decay of the two W bosons are further investigated to study the triple gauge boson couplings at the WWγ und WWZ vertices. The deviation of these couplings from the Standard Model can probe the existence of new physics. The confidence intervals have been calculated for the parameters representing these anomalous couplings. The observations are consistent with the Standard Model expectations.
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Seifert, Frank. "Z to tau tau Cross Section Measurement and Liquid-Argon Calorimeter Performance at High Rates at the ATLAS Experiment." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2013. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-102754.
Full textAbstract:
In this study, a measurement of the production cross section of Standard Model Z bosons in proton-proton collisions in the decay channel Z to tau tau is performed with data of 1.34 fb-1 - 1.55fb-1 recorded by the ATLAS experiment at the LHC at a center-of-mass energy of 7 TeV. An event selection of the data is applied in order to obtain a sample enriched with Z to tau tau events. After background estimations using data and Monte Carlo (MC) simulations, the fiducial cross sections in the sub-channels Z to tau tau to e tau_h + 3nu and Z to tau tau to mu tau_h + 3nu are measured. Together with the geometrical and kinematical acceptance, A_Z, and the well known tau lepton branching fractions, these results are combined to a total inclusive Z to tau tau cross section. A_Z is obtained from MC studies only, and the combination of the channels is done including statistical and systematical uncertainties using the BLUE method. The result is a measured total inclusive cross section of 914.4 plus minus 14.6(stat) plus minus 95.1(syst) plus minus 33.8(lumi) pb. This is in agreement with theoretical predictions from NNLO calculations of 964 plus minus 48 pb and also with measurements previously performed by the ATLAS and CMS experiments. With the increased amount of data, the statistical uncertainty could be reduced significantly compared to previous measurements. Furthermore, a testbeam analysis is performed to study the operation of the electromagnetic and hadronic endcap calorimeters, EMEC and HEC, and of the forward calorimeter, FCal, in the high particle fluxes expected for the upgraded LHC. The high voltage return currents of the EMEC module are analysed in dependence of the beam intensity. The results are compared to model predictions and simulations to extract the point of critical operation. Overall, the results for the critical beam intensities and the critical high voltage currents are in agreement with the predictions, but the assigned uncertainties are rather large. The general behaviour of the high voltage current in dependence of the beam intensity above the critical intensity could be confirmed very well. The testbeam data show that the EMEC can be operated up to highest LHC luminosities, and that ATLAS conserves its excellent calorimeter performance in this detector areaIn dieser Studie wird eine Wirkungsquerschnittsmessung des Standardmodell-Z-Bosons im Zerfallskanal Z nach tau tau mit Kollisionsereignissen entsprechend 1.34 fb-1 bis 1.55 fb-1 aufgezeichneter Daten des ATLAS-Experiments am LHC bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV durchgefuehrt. Hierbei kommt eine spezielle Ereignisselektion der Daten zum Einsatz, die zum Ziel hat, einen mit Z nach tau tau Ereignissen angereicherten Datensatz zu erhalten. Nach einer Untergrundabschaetzung mit Hilfe von experimentellen Daten und Monte-Carlo(MC)-Simulationen wird eine spezifische Wirkungsquerschnittsmessung in den Unterkanaelen Z nach tau tau nach e tau_h + 3nu und Z nach tau tau nach mu tau_h + 3nu erreicht, welche zunaechst nur Ereignisse in der geometrischen und kinematischen Akzeptanzregion umfasst. Zusammen mit der Selektionseffizienz dieser Akzeptanzregion, A_Z, und den bekannten Tau-Lepton-Verzweigungsverhaeltnissen koennen diese Ergebnisse zu einem totalen, inklusiven Z nach tau tau Wirkungsquerschnitt kombiniert werden. Hierbei wird A_Z ausschliesslich aus MC-Studien bestimmt und die Kombination unter Beruecksichtigung der statistischen und systematischen Fehler der Einzelkanaele mit der BLUE-Methode durchgefuehrt. Das Ergebnis ist ein totaler, inklusiver Wirkungsquerschnitt von 914.4 plus minus 14.6(stat) plus minus 95.1(syst) plus minus 33.8(lumi) pb. Dies stimmt innerhalb der Messunsicherheiten sowohl mit theoretischen Vorhersagen aus NNLO Rechnungen von: 964 plus minus 48 pb als auch mit Messungen, die zuvor im Zuge der ATLAS- und CMS-Experimente durchgefuehrt wurden, ueberein. Im Vergleich zu den bisherigen Messungen koennen die statistischen Fehler mit dem groesseren Datensatz deutlich reduziert werden. Weiterhin wird eine Teststrahlstudie zur Pruefung der Funktionalitaet der elektromagnetischen und hadronischen Endkappenkalorimeter, EMEC und HEC, und des Vorwaertskalorimeters FCal in den zukuenftigen, hohen Teilchenflussdichten des verbesserten LHC praesentiert. Die Hochspannungsstroeme des EMEC-Moduls werden in Abhaengigkeit von der Strahlintensitaet analysiert. Weiterhin werden die Ergebnisse mit Modellvorhersagen und Simulationen verglichen, um die Punkte nichtlinearen (kritischen) Betriebes zu extrahieren. Die Ergebnisse fuer die kritische Strahlintensitaet und die kritischen Stroeme stimmen mit Modellrechnungen und Simulationen ueberein, die jedoch mit grossen Unsicherheiten behaftet sind. Das vorhergesagte Verhalten der Hochspannungsstroeme in Abhaengigkeit von der Strahlintensitaet oberhalb der kritischen Intensitaet konnte sehr genau bestaetigt werden. Die Teststrahldaten zeigen, dass das EMEC bis zu den hoechsten LHC-Luminositaeten arbeiten kann und ATLAS in dieser Detektorregion seine exzellenten Kalorimetereigenschaften beibehaelt
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Ragoni, Simone. "Measurement of the Z and W production cross section in pp collisions at LHC using a bayesian approach." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/11427/.
Full textAbstract:
L’obiettivo di tutto il mio lavoro è stato quello di misurare le sezioni d’urto
di produzione dei bosoni deboli W ± e Z nei loro decadimenti leptonici (e,
μ) coi dati raccolti dal rivelatore ATLAS a LHC con un’energia del centro
di massa di √s = 13 TeV relativi all’estate 2015. Gli eventi selezionati
sono gli stessi di quelli del recente articolo della Collaborazione ATLAS sullo stesso argomento, in modo anche da poter operare un confronto tra i risultati ottenuti. Confronto peraltro necessario, poichè i risultati sono stati ottenuti con due metodologie differenti: tradizionale (classica) per l’articolo,
bayesiana in questa tesi. L’approccio bayesiano permette di combinare i vari canali e di trattare gli effetti sistematici in modo del tutto naturale. I risultati ottenuti sono in ottimo accordo con le predizioni dello Standard Model e con quelli pubblicati da ATLAS.
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Vishwakarma, Akanksha. "Cross-section measurement of top quark pair production with additional b-jets in the eμ channel at √ s = 13 TeV with the ATLAS detector." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2019. http://dx.doi.org/10.18452/20757.
Full textAbstract:
Diese Doktorarbeit behandelt die Messung des Wirkungsquerschnittes der Paarbildung von Top-Quarks mit zusätzlichen B-Jets (Teilchenschauer aus der Fragmentierung von B-Quarks) in Proton-Proton-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von √s =13 TeV am Large Hadron Collider. Der Datensatz wurde 2015/16 mit dem ATLAS-Detektor aufgezeichnet und entspricht einer integrierten Luminosität von 36,1/fb. Die Wirkungsquerschnitte werden auf Teilchenebene in einem fiduziellen Phasenraum gemessen, der dicht an der Detektorakzeptanz gewählt wurde. Die fiduziellen inklusiven Wirkungsquerschnitte für tt-Endzustände mit mindestens einem oder mindestens zwei zusätzlichen B-Jet(s) nach Abzug der Beiträge von ttH(bb) und ttZ(bb) werden als 177 ± 5(stat) ± 24(syst) fb bzw. 25 ± 3(stat) ± 7(syst) fb bestimmt.
Die Messungen werden mit dem neusten Stand von unterschiedlichen theoretischen Vorhersagen verglichen. Im Allgemeinen sind die gemessenen inklusiven, fiduziellen Wirkungsquerschnitte größer als die ttbb-Vorhersagen von verschiedenen NLO-Berechnungen des mit Partonschauern abgeglichenen tt-Matrixelements, bleiben aber im Rahmen der Messunsicherheit. Die Unsicherheiten der experimentellen Messung sind kleiner als die Unsicherheiten der Vorhersagen.
Die differenzielle Messung von tt+B-Jets wird mit dieser Analyse zum ersten Mal innerhalb der ATLAS-Kollaboration durchgeführt. Die normalisierten differenziellen Wirkungsquerschnitte werden als Funktion der Multiplizität der B-Jets, kinematischen Ereignisobservablen und Observablen der Objekte in den Endzuständen dargestellt. Die beobachteten differenziellen Verteilungen werden mit einer Vielzahl an theoretischen Vorhersagen verglichen und eine gute Übereinstimmung mit den Daten für die meisten festgestellt.This thesis presents the cross-section measurement of top quark pair (tt) production in association with additional b-jets (tt+b-jets) in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy, √s = 13 TeV at the Large Hadron Collider. The analysis is performed in the emu decay channel of tt using a dataset comprising an integrated luminosity of 36.1/fb collected by the ATLAS detector in the years 2015 and 2016. The cross-sections are measured at particle level in a fiducial phase space which is chosen close to the detector acceptance. The fiducial inclusive cross-section for tt final states with at least one and at least two additional b-jet(s) is measured to be 177 ± 5(stat) ± 24(syst) fb and 25 ± 3(stat) ± 7(syst) fb, respectively, after subtracting the contributions from ttH(bb) and ttZ(bb). Comparison of the measured cross-section to various state-of-the-art theoretical QCD predictions are made. The measured inclusive fiducial cross-sections generally exceed the ttbb predictions from various NLO matrix element calculations matched to a parton shower but are compatible within the uncertainties. The experimental uncertainties in the measurement are smaller than the uncertainties in the predictions. The differential measurement of tt+b-jets is carried out for the first time by the ATLAS collaboration in this analysis. The normalised differential cross-sections as a function of b-jet multiplicity, kinematic observables of the events and properties of b-jet pairs are shown. The observed differential distributions are compared with multitude of theoretical predictions and a good agreement with data is found for most of them.
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Hankache, Robert. "Jet calibration, cross section measurements and New Physics searches with the ATLAS experiment within the Run 2 data." Thesis, Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS610.
Full textAbstract:
Le Modèle Standard est la théorie actuelle utilisée pour décrire les particules élémentaires et leurs interactions fondamentales (à l'exception de la gravité). Ma thèse au sein de l'expérience ATLAS met ce modèle sous test utilisant des objets appelés jets, pour étudier l’état final de particules qui interagissent à travers la force forte. Tout d'abord, j'ai contribué à une méthode d'étalonnage de jet visant à calibrer l'échelle d'énergie des jets dans la région avant du détecteur par rapport à la région centrale. J'ai amélioré la calibration en la rendant plus rapide et plus précise. Ensuite, j'ai travaillé sur une analyse de recherche de la nouvelle physique en utilisant des événements à deux jets. Le Modèle Standard prédit une distribution lisse de la masse invariante des bi-jets, d'où la recherche d'une bosse pouvant provenir d’une nouvelle particule. Comme aucune bosse significative n'est détectée, nous avons mis des limites sur des signaux prédits par des théories au delà du Modèle Standard. Enfin, j'ai développé une nouvelle analyse de physique mesurant la section efficace différentielle du jet ayant le plus haut moment transverse en fonction du moment transverse et de la rapidité. Le défi consistait à factoriser les effets du détecteur (résolution et acceptance) de l'observable, ce que j'ai fait en utilisant une nouvelle technique de déploiement. J'ai également travaillé sur le calcul des prédictions théoriques qui était très difficile à réaliser et nécessitait la mise en place de régularisations spéciales. La mesure et les prédictions sont ensuite comparées et des tensions, qui s’expliquent par la complexité de la prédiction, sont observéesThe Standard Model is the current theory used to describe the elementary particles and their fundamental interactions (except the gravity). My PhD within the ATLAS experiment put this model under test using objects called jets, to study final state particles that interact through the strong force. First, I contributed to a method of jet calibration aiming at calibrating the energy scale of jets in the forward region of the detector with respect to central region. I improved the calibration by making it faster and more precise. Next, I worked on a search analysis of new physics using events with two jets. The Standard Model predicts a smooth distribution of the invariant mass of di-jets, hence we search for a bump which could come from a new particle. Since no significant bump is found, we put limits on signals as predicted by Beyond Standard Model theories and on model-independent signals. Last, I developed a new physics analysis measuring the leading (highest in transverse momentum) jet differential cross-section as a function of transverse momentum and rapidity. The challenge was to factorize the detector effects (resolution and acceptance) from the observable, which I did using a new unfolding technique. I also worked on the theoretical predictions calculation which was very challenging to perform and needed the implementation of special regularizations. The measurement and the predictions are then compared and tensions are observed due to the difficulties of theoretical predictions calculation
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Giorgi, Francesco Michelangelo. "Measurement of the Production Cross-Section of Single Top Quarks in Association with W Bosons at ATLAS." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, 2017. http://dx.doi.org/10.18452/18060.
Full textAbstract:
Das Ziel der vorgelegten Arbeit ist die Messung des Wirkungsquerschnittes der elektroschwach vermittelten Produktion einzelner Top Quarks in Assoziation mit einem W-Boson. Dieser Prozess wird auch abkürzend als Wt-Kanal bezeichnet. Die Vermessung dieses Produktionskanals stellt einen Test der Standardmodell-Vorhersage dar und bietet gleichzeitig die Möglichkeit durch einen Vergleich mit anderen Produktionskanälen für einzelne Top Quarks (t- und s-Kanal) Rückschlüsse auf neue Physik jenseits des Standardmodells zu ziehen. Nach einer allgemeinen Einführung zur Physik des Top Quarks folgt eine Beschreibung der für die Detektion und Rekonstruktion physikalischer Objekte wichtigen Systeme des ATLAS-Detektors.Anschlie{\ss}end wird die Analyse der Proton-Proton-Kollisions Daten die im Jahr 2011 vom ATLAS Detektor am Large Hadron Collider (LHC) augzeichnet wurden präsentiert.Diese Daten wurden bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV aufgezeichnet und haben einen Umfang von 4.7 inverse femtobarn.Da die Produktionsrate des Wt-Kanals am LHC sehr klein im Vergleich zu seinem Hauptuntergrund ist, wurde ein Chi-Quadrat-basierter kinematischer Fit entwickelt um die Identifikation der Signalereignisse zu begünstigen. Hierbei werden W-Boson und Top-Quark aus den Endzustandsteilchen rekonstruiert und durch Bedingungen
hinsichtlich der W-Boson und Top Quark Masse evaluiert. Der errechnete Chi-Quadrat-Wert gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der das einzelne Ereignis mit der Signal-Hypothese übereinstimmt und kann als Schnittvariable verwendet werden um eine striktere Ereignisselektion zu erhalten. Die Messung ist von systematischen Unsicherheiten dominiert, die fast 100 % des gemessenen Wirkungsquerschnitts betragen.The work reported in this thesis is aimed at measuring the cross section of electroweak single top quark production in association with a W boson, a process also referred to as Wt-channel. The interest in this production mechanism relies in the confirmation of the Standard Model predictions together with the possibility of identifying new physics phenomena when comparing its cross section with the one of the other single top production modes (the t- and s-channel.) After providing a general introduction on the physics of the top quark and a description of the experimental setup employed for the detection and the reconstruction of the physics objects, the analysis of 4.7 femtobarn of proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of 7 TeV, recorded by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider in the year 2011, is presentedSince the Wt channel production rate at the LHC is considerably smaller than its main background, a chi-squared based kinematic fit has been developed to help the identification of the signal events allowing the use of simultaneous mass constraints from the W boson and the top quark populating the final states. The chi-squared value in each event is then used as a parameter to rank the event in terms of its probability to match or not the signal hypothesis and a cut on its value is used to implement a first tight event selection. The final selection step consists of requiring that the system composed by the top quark and the W boson reconstructed by the fit is balanced in the transverse plane. The measurement is found to be dominated by the systematic uncertainties which affect it by an amount close to 100% of the cross section value.
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Dyndal, Mateusz. "Two-Photon Interactions in Proton-Proton Collisions with the ATLAS Experiment at the LHC." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112186/document.
Full textAbstract:
Cette thèse présente la première mesure de la section efficace exclusive photon-photon-> di-leptons en collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV dans l'expérience ATLAS au LHC. La mesure est réalisée avec toutes les données accumulées en 2011, pour une luminosité intégrée de 4.6/fb. La première partie de la thèse est dédiée à la description théorique de ce type d'interaction. Le calcul de l'amplitude de la réaction photon-photon-> di-leptons est bien connu dans le cadre du modèle standard de la physique des particules. Cependant, une complication apparaît au LHC avec la prise en compte des effets de taille finie du proton. Le calcul de cet effet est l'une de mes contributions personnelles. Il a donné lieu à une publication. La section efficace nominale est réduite d'environ 20% du fait de cet effet, ce qui n'est pas négligeable. La seconde partie de la thèse concerne la description des détecteurs de l'expérience ATLAS. J'y décris en particulier le travail que j'ai réalisé sur la simulation de certains de ces détecteurs, en particulier les détecteurs situés dans la ligne de vol des protons, qui permettent la mesure de la trajectoire de ces derniers. Enfin, la dernière partie de la thèse concerne la mesure expérimentale de la section efficace de la réaction photon-photon-> di-leptons en collisions proton-proton, comme mentionnée plus haut. Lorsque la paire de leptons est une paire de muons, on trouve que la section efficace exclusive est égale à 0.628 ± 0.032(stat) ± 0.021(syst) pb, pour le domaine cinématique suivant M(di-muons)>20 GeV, pT(muons)>10 GeV et |muons)<2.4. Lorsque la paire de leptons est une paire électron-positrons, nous avons obtenu une section efficace exclusive égale à 0.428 ± 0.035(stat) ± 0.018(syst) pb, pour M(ee)>24 GeV, pT(e)>12 GeV et |muons (e)|<2.4. De plus, ces mesures confirment que le facteur de réduction par rapport à la prédiction théorique nominale (sans prendre en compte les effets de taille finie du proton) est bien de 20% dans le domaine d'énergie de la mesure. Cette analyse a été publiée par la collaboration ATLAS. Une perspective pour cette mesure est de la réaliser à plus haute énergie avec les nouvelles données accumulées par l'expérience ATLAS à partir de 2015. De plus, une mesure directe de la trajectoire des protons pourrait aider à la sélection exclusiveThis thesis presents a first measurement of the exclusive cross section for the reaction photon-photon-> di-leptons in proton-proton collisions at center of mass energy of 7 TeV in the ATLAS experiment at the LHC. The measurement is realized with all data accumulated during the year 2011 with an integrated luminosity of 4.6/fb. The first part of the thesis is dedicated to the theoretical description of this kind of interactions. The calculus of the amplitude for the reaction photon-photon-> di-leptons is well known in the context of the standard model of particle physics. However, the situation at the LHC is more complex. It requires taking into account the finite size effects of the protons. The understanding of this effect and its evaluation is one of my personal contributions, which has been published. The nominal cross section is then reduced by about 20% following this effect, which is non negligible. The second part of the thesis concerns the description of the detectors of the ATLAS experiment. In particular, I describe the work I have realized on the simulation of some of these devices, mainly the detectors located in the direction of flight of the protons that allows a measurement of the trajectory of the scattered (intact) protons. Finally, the last part of the thesis is devoted to the experimental measurement of the cross section of the reaction photon-photon-> di-leptons in proton-proton collisions, as mentioned above. When the lepton pair is a pair of muons, we find an exclusive cross section of 0.628 ± 0.032(stat) ± 0.021(syst) pb, for the kinematical domain M(di-muons)>20 GeV, pT(muons)>10 GeV and |muons|<2.4. When the lepton pair is a pair of electrons (positrons), we have obtained an exclusive cross section of 0.428 ± 0.035(stat) ± 0.018(syst) pb, for M(ee)>24 GeV, pT(e)>12 GeV et |muons(e)|<2.4. Moreover, these measurements confirm that the reduction (suppression) factor with respect to the nominal theory prediction (without taking into account the finite size effect of the protons) is of the order of 20% in the energy domain of the measurement. A perspective for this work is to make the measurement at larger energy with the new data recorded by the ATLAS experiment since 2015. Moreover, a direct measurement of the trajectory of protons could help for the exclusive selection
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Lange, Clemens. "A novel approach to precision measurements of the top quark-antiquark pair production cross section with the ATLAS experiment." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I, 2013. http://dx.doi.org/10.18452/16786.
Full textAbstract:
In dieser Dissertation werden drei Messungen des Produktionswirkungsquerschnitts von Top-Quark-Antiquark-Paaren in Proton-Proton-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV vorgestellt. Die Daten wurden mit dem ATLAS-Experiment am Large Hadron Collider in den Jahren 2010 und 2011 aufgezeichnet. Für die Analyse werden Endzustände mit genau einem Myon oder Elektron, mindestens drei Jets sowie großem fehlenden Tranversalimpuls selektiert. Während eine Analyse ausschließlich kinematische Informationen für die Trennung von Signal- und Untergrundprozessen verwendet, nutzen die anderen beiden zusätzlich Informationen zur Identifizierung von Bottom-Quark-Jets. Mit Hilfe von multivariaten Methoden werden die präzisesten Messungen in dieser Ereignistopologie erreicht. Dies ist für zwei der Analysen insbesondere dank der Profile-Likelihood-Methode möglich, welche sorgfältig untersucht wird. Desweiteren wird zum ersten Mal ein sogenannter sichtbarer Wirkungsquerschnitt in Top-Quark-Ereignissen gemessen. Alle Ergebnisse sind in Übereinstimmung mit den theoretischen Vorhersagen in angenäherter nächstnächstführender Ordnung der Störungstheorie (approx. NNLO).This doctoral thesis presents three measurements of the top quark-antiquark pair production cross section in proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of 7TeV recorded in 2010 and 2011 with the ATLAS Experiment at the Large Hadron Collider. Events are selected in the single lepton topology by requiring an electron or muon, large missing transverse momentum and at least three jets. While one analysis relies on kinematic information only to discriminate the top quark-antiquark pair signal from the background processes, the other two also make use of b-tagging information. With the help of multivariate methods the most precise measurements in this topology are obtained. This is for two of the measurements in particular possible due to the use of a profile likelihood method which is studied in detail. For the first time a fiducial inclusive cross section measurement for top quark events is performed allowing a measurement almost independent of theoretical uncertainties. All measurements are in agreement with theory predictions performed in perturbation theory at approximate NNLO.
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Martinez, Homero. "Measurement of the Z boson differential cross-section in transverse momentum in the electron-positron channel with the ATLAS detector at LHC." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00952940.
Full textAbstract:
Ce travail présente la mesure de la section efficace différentielle du boson Z en impulsion transverse (ptz), dans le canal de désintégration electron-positron, avec le détecteur ATLAS au LHC. La mesure utilise 4.64 inverse fb de données de collisions proton-proton, prises en 2011 avec une énergie du centre de masse de 7 TeV. Le résultat est combiné avec une mesure indépendante faite dans le canal muon-antimuon. La mesure est faite jusqu'à ptz = 800 GeV, et a une incertitude typique de 0.5 % pour ptz < 60 GeV, atteignant jusqu'à 5 % vers la fin du spectre. La mesure est comparée avec modèles théoriques et prédictions des générateurs Monte Carlo.
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Tannoury, Nancy. "Calibration des algorithmes d’identification des jets issus de quarks b et mesure de la section efficace différentielle de production de paires t ¯t en fonction de la masse et de la rapidité du système t ¯t dans les collisions p-p à √s = 7 TeV auprès de l’expérience ATLAS au LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4105.
Full textAbstract:
Le Modèle Standard de la physique des particules décrit les particules elementaires et leurs interactions avec une grande précision. Il décrit trois des quatre interactions fondamentales connues entre les particules elementaires : les interactions faibles, fortes et électromagnétiques. Le Modèle standard fournit aussi une description précise des interactions électrofaibles jusqu’à des échelles d’énergie qui ont été étudies dans les expériences de physique de haute énergie. Les interactions ainsi que les désintégrations d'un grand nombre de particules découvert et observe tout au long des expériences différentes dans les 50 dernières années sont également décrites. En dépit de son succès, le Modèle Standard est loin d’être une théorie complète des interactions fondamentales car il n’intègre pas la théorie complète de la gravitation telle que décrite par la relativité générale, ni la prédiction de l’accélération de l'expansion de l'univers (qui pourrait être décrite par l’énergie noire). La théorie ne contient aucune particule de matière noire viable qui possède toutes les propriétés déduites de la cosmologie observationnelle. Également, elle ne prend pas en compte les oscillations de neutrinos (et leurs masses non nulles). On pense que la nouvelle physique doit exister conduisant a de nouvelles particules et phénomènes. L’échelle a laquelle cette nouvelle physique devrait apparaıtre n'est pas bien connue, cependant plusieurs arguments soulignent l’échelle du TeV et nécessitent une très haute énergie et des puissants collisionneurs de hadrons. Le Large Hadron Collider (LHC) est le plus grand accélérateur et collisionneur de particules existantThe Standard Model of particle physics is very successful in describing elementary particles and their interactions with a great precision. It describes three of the four known fundamental interactions between elementary particles : the weak, the strong and the electromagnetic interactions. The Standard Model also provides an accurate description of the electroweak interactions up to energy scales that have been explored in high energy physics experiments. The interaction and decay of a large number of particles discovered and observed throughout different experiments in the last 50 years are also described. Despite its great success, the Standard Model falls short of being a complete theory of fundamental interactions because it does not incorporate the full theory of gravitation as described by general relativity, or predict the accelerating expansion of the universe (as possibly described by dark energy). The theory does not contain any viable dark matter particle that possesses all of the required properties deduced from observational cosmology. It also does not account for neutrino oscillations (and their non-zero masses). It is thought that new physics should exist leading to new particles and phenomena. The scale at which this new physics should appear is not well known, though several arguments point to the TeV scale and require a very high energy and powerful hadron collider. The Large Hadron Collider (LHC) is the biggest existing particle accelerator and collider. It is designed to provide proton-proton collisions with an unprecedented center-of-mass energy of 14 TeV, with instantaneous luminosities up to 10^{34} cm−2s−1
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Zevi, Della Porta Giovanni. "Measurement of the Cross-Section for W Boson Production in Association with b-Jets in Proton-Proton Collisions at \(\sqrt s = 7\) TeV at the LHC using the ATLAS detector." Thesis, Harvard University, 2013. http://dissertations.umi.com/gsas.harvard:11031.
Full textAbstract:
This dissertation presents a measurement of the W+b-jets \((pp → W + b(\bar{b}) + X)\) production cross-section in proton–proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV at the LHC. The results are based on data corresponding to an integrated luminosity of \(4.6 fb^{−1}\), collected with the ATLAS detector. The measurement probes the QCD sector of the Standard Model at high energy, in a region where b-quark mass and double parton scattering play an important role. In addition, the measurement is relevant for searches for physics beyond the Standard Model in final states with a W boson and b-jets. The measurement relies on the leptonic decay modes of the W, and on the iden- tification of b-jets. The backgrounds to the W+b-jets process are estimated using Monte Carlo simulation and data-driven techniques. Cross-sections, corrected for all known detector effects and quoted in a limited kinematic range, are presented as a function of jet multiplicity and of the transverse momentum of the leading b-jet for both the muon and electron decay modes of the W boson.Physics
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Romano, Marino <1985>. "Measurement of the differential cross section of tt pairs in pp collision at sqrt(s) = 7TeV with the ATLAS detector at the LHC." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/5197/.
Full textAbstract:
In this thesis three measurements of top-antitop differential cross section at an energy in the center of mass of 7 TeV will be shown, as a function of the transverse momentum, the mass and the rapidity of the top-antitop system.
The analysis has been carried over a data sample of about 5/fb recorded with the ATLAS detector. The events have been selected with a cut based approach in the "one lepton plus jets" channel, where the lepton can be either an electron or a muon.
The most relevant backgrounds (multi-jet QCD and W+jets) have been extracted using data driven methods; the others (Z+ jets, diboson and single top) have been simulated with Monte Carlo techniques.
The final, background-subtracted, distributions have been corrected, using unfolding methods, for the detector and selection effects. At the end, the results have been compared with the theoretical predictions. The measurements are dominated by the systematic uncertainties and show no relevant deviation from the Standard Model predictions.In questo lavoro verranno presentate tre misure di sezione d'urto differenziale di eventi top-antitop ad un'energia nel centro di massa pari a 7 TeV in funzione dell'impulso trasverso, della massa invariante e della rapidità del sistema. L'analisi è stata effettuata su un campione di dati pari a circa 5/fb raccolti dal rivelatore ATLAS durante il run del 2011 dell'LHC. Gli eventi sono stati selezionati con un approccio basato sui tagli nel canale "leptone più jet", dove il leptone può essere un elettrone o un muone. I principali fondi (QCD multi-jet e W+ jet) sono stati estratti con metodi "data driven", mentre i rimanenti (Z+ jet, WW/ZZ/WZ e top singolo) sono stati simulati con tecniche Monte Carlo. Le distribuzioni finali, dopo la sottrazione del background, sono state corrette, attraverso procedure di unfolding, dagli effetti del rivelatore e della selezione. In questo modo è possibile confrontare i risultati ottenuti con quelli di altri esperimenti. Le misure risultano dominate dalle incertezze sistematiche e non mostrano alcuna deviazione significativa dalle predizioni del Modello Standard.
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Barnovska, Zuzana. "Diphoton measurements with the ATLAS detector at LHC : search for new resonances and study of diphoton production in association with jets." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAY072/document.
Full textAbstract:
Cette thèse étudie les collisions pp à sqrt{s} = 8 TeV avec des paires de photons dans l'état final, telles que recueillies par l'expérience ATLAS au LHC au cours de 2012. L'état final avec diphoton s'est avéré cruciale pour la découverte du boson de Higgs. La motivation pour la recherche de résonances supplémentaires se désintégrant en deux photons est très forte en raison l'existence de nombreux modèles prévoyant un secteur de Higgs étendu. Dans le même temps, des mesures détaillées des sections efficaces diphoton sont nécessaires pour établir la précision des prédictions théoriques actuellement disponibles pour ces processus.La mesure des photons par ATLAS repose sur un excellent étalonnage de la réponse du calorimètre électromagnétique. Pour cette raison, les études liées à l'étalonnage de la réponse de photons dans le calorimètre Argon Liquide (LAr) sont initialement réalisées, y compris la mesure de l'étalonnage par rapport à l'échelle de l'énergie de la couche calorimètre utilisant des photons, et la nécessité éventuelle d'un inter-étalonnage de la réponse en énergie des photons en fonction de l'angle azimutal $phi$. Une étude de l'amplitude du bruit du calorimètre dans des conditions de pile-up élevés est également présentée, aboutissant à des recommandations pour les configurations d'échantillonnage d'impulsion LAr au Run2.La recherche d'une résonance supplémentaire se désintégrant en deux photons est effectuée et aucun signal n'est observé: une limite est mise sur la section efficace fiducielle d'une résonance multipliée par son rapport de branchement de désintégration en diphoton. La mesure de la section efficace de production de diphoton isolés en association avec des jets est effectuée en fonction de la masse invariante de diphoton, l'impulsion transverse du système diphoton, la différence d'angles dans le plan azimutal de l'angle entre les deux photons et l'angle theta de coplanarité, en fonction de la multiplicité en jets et de différentes variables associés aux jets. Les résultats sont comparés aux dernières prévisions QCD Next-To-Leading-Order QCD. Une telle mesure est la première du genre effectuée au LHCThis thesis studies pp collisions at sqrt{s}=8 TeV with pairs of photons in the final state, as collected by the ATLAS experiment at the LHC during 2012. The diphoton final state has proven to be crucial to the discovery of the Higgs boson. The motivation for searching for additional resonances decaying into two photons is very strong due to many models predicting an extended Higgs sector. At the same time, detailed measurements of diphoton cross sections are necessary to establish the quality of the theoretical predictions currently available for these processes.The measurement of photons by ATLAS relies on an excellent calibration of the electromagnetic calorimeter response. For this reason, studies related to the calibration of the photon response in the ATLAS Liquid Argon (LAr) calorimeter are initially performed, including a measurement of the calorimeter layer energy scale relative calibration using photons, and the potential need of an inter-calibration of the photon energy response as a function of the azimuthal angle $phi$. A study of noise performance of the calorimeter in high pile-up conditions is also presented, resulting in recommendations for the LAr pulse sampling configurations for Run2.A search for an additional resonance decaying into two photons is performed, leading to no significant excess being observed. A limit on the fiducial cross section times branching fraction of a new resonance decaying into two photons is therefore computed. The measurement of the production cross section of isolated prompt diphoton in association with jets is performed as a function of the diphoton invariant mass, the transverse momentum of the diphoton system, the azimuthal angle difference of the two photons and the coplanarity angle theta, for jet multiplicity categories and as a function of various jet variables. The results are compared to the latest Next-To-Leading-Order QCD predictions. Such a measurement has not been previously published at the LHC
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Follega, Francesco Maria. "Search for boosted Higgs bosons decaying to b-quarks at sqrt{s}=13 TeV with the ATLAS detector." Doctoral thesis, Università degli studi di Trento, 2020. http://hdl.handle.net/11572/259651.
Full textAbstract:
A search for the Higgs boson produced with large transverse momentum and decaying as H -> bb is presented, using the 80 fb^{-1} from the dataset collected by the ATLAS detector at sqrt{s}=13 TeV. The Higgs boson is reconstructed as a large-R jet with two b-tagged variable radius track-jets. The work focuses on a peculiar event topology in which the Higgs is produced in association with another Large-R jet. Considering events with reconstructed pT above 480 GeV and with a reconstructed mass from 70-230 GeV, a signal significance of 1.6 sigma for the Higgs and of 5 sigma for the V (Z boson + W boson) is observed. Furthermore, the new Full Run2 analysis is presented, using 136 fb^{-1} from the dataset collected by the ATLAS detector at sqrt{s}=13 TeV. The strategy up to the computation of the expected sensitivity for the Higgs boson is presented in this thesis. The validation of the background modeling is described in details, including tests on data. A preliminary extraction of the Z boson signal is performed and the measured signal strength corresponds to muZ = 0.82 +/- 0.09.
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Ertel, Eugen [Verfasser]. "Jet physics at LHC : cross-section measurement and search for new phenomena at root out s = 7 TeV with the ATLAS experiment / Eugen Ertel." Mainz : Universitätsbibliothek Mainz, 2016. http://d-nb.info/1100733868/34.
Full text
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Conidi, Maria Chiara. "Measurement of the t t production cross-section in the + jets nal state at ps = 7 TeV with the ATLAS detector at the LHC." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2013. http://hdl.handle.net/10803/113561.
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Bianco, Gianluca. "Study of the quantum interference between singly and doubly resonant top-quark production in proton-proton collisions at the LHC with the ATLAS detector." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/22108/.
Full textAbstract:
The top quark is the heaviest known elementary particle of the Standard Model. Thanks to its particular properties, it allows to explore unique physics domains, inaccessible otherwise. One of them is the quantum interference between singly (tW) and doubly (t ̄t)resonant top quark production in proton-proton collisions, which can lead to identical WbWb final-states when an additional b-quark is radiated during a singly-resonant production. Studying this process is very important for a better knowledge of the Standard Model, but also to investigate some Beyond the Standard Model processes: for example,the search for top squarks suffers a large background contamination fromt W and t ̄t in the interference region. In this work, the measurement of the particle-level differential cross-section of the WbWb final-state in the eμ dilepton channel is provided, in order to better investigate the interference-sensitive region of these processes. The measurement is performed using the full dataset collected by the ATLAS detector from proton-proton collisions at the LHC during Run-2 at √s= 13 TeV corresponding to an integrated luminosity of 139 fb−1. The differential cross-section has been measured as a function of two interference-sensitive variables, defined as mminimaxbl and ∆R(b1,b2). Besides the single-differential cross-sections as a function of mminimaxbl and ∆R(b1,b2), also the double-differential cross-section as a function of mminimaxbl in bins of ∆R(b1,b2) is measured. The WbWb differential cross-section has been successfully extracted and compared to different schemes: the Diagram Removal and the Diagram Subtraction. This twopredictions model in a different way the quantum interference description.
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Steinbach, Peter. "A Cross Section Measurement Of Events With Two Muons At The $Z^{0}$ Resonance And At Least One Heavy Flavour Jet At The ATLAS Experiment Of The Large Hadron Collider." Doctoral thesis, Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:14-qucosa-95532.
Full textAbstract:
In 2010, the Large Hadron Collider (\\lhc{}) at the European Organisation for Nuclear Research (CERN) near Geneva (Switzerland) came into full operation providing proton-proton collisions at a centre-of-mass energy of $\\sqrt{s} = \\unit[7]{TeV}$. \\lhc{} data may allow the observation of the Higgs boson, the last unknown building block of the standard model of particle physics (SM). Di-muon final states containing heavy flavour jets pose an irreducible background for searches of the Higgs boson as predicted the SM or theories beyond. They also provide a unique testbed for tests of perturbative Quantum Chromo-Dynamics (pQCD). This thesis provides a measurement of the cross section of events with one di-muon pair with an invariant mass in the \\Z{} mass region and at least one heavy flavour jet. Studies on acceptance and systematic effects of the experimental setup are presented as well as a comparison to theoretical predictions. The total inclusive cross section of \\zbFS{} events was observed as $\\sigma(\\mu^{+}\\mu^{-}+b+X) = \\unit[(4.15 ^{+0.97}_{-0.89} (stat.) ^{+0.45}_{-0.53} (syst.))]{pb} $ from the equivalent of $\\unit[36]{pb^{-1}}$ of data. Agreement with pQCD predictions at next-to leading order (NLO) is found while tensions with leading order (LO) predictions are observed. Further, the cross-section ratio \\RwZ{} with events containing two muons and at least one jet of any origin was measured to $\\mathcal{R} = \\unit[4.6 ^{+1.4}_{-1.2} (stat.) \\pm 0.5 (syst.)]{\\%}$. This is found to agree with NLO and LO calculations within known uncertainties.
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Ta, Duc Bao [Verfasser]. "Study of top-quark pair cross-section measurement in the dilepton channel with the ATLAS detector at the LHC / Duc Bao Ta. Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2011. http://d-nb.info/1016188412/34.
Full text
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Küçük, H. "Measurement of the inclusive-jet cross-section in proton-proton collisions and study of Quark-Gluon Jet discrimination with the ATLAS experiment at the LHC." Thesis, University College London (University of London), 2016. http://discovery.ucl.ac.uk/1478204/.
Full textAbstract:
Several jet measurements have been performed using data collected during the 2011 and 2012 data taking periods at respectively 7 and 8 TeV proton-proton collision energy by the general-purpose ATLAS experiment at the LHC. These measured are compared to Leading Order and Next Leading Order Monte Carlo predictions. This thesis works focalises in particular on two topics: the measurement of the inclusive double-differential jet cross section, and the separation between jets originated by quarks and those originated by gluons, motivated by its possible use in searches for contact interactions in dijet events. In the first part of thesis, the inclusive double-differential cross section has been measured at √s=8 TeV on low-luminosity runs taken in 2012, as a function of jet transverse momentum in bins of jet rapidity, covering a range of 25 < pT < 134 GeV and |y| < 3.0. Jets are defined using the anti-kt algorithm with two radius parameters of 0.4 and 0.6. The data sample has been collected using two special runs: a no-pile up run, and a low mu run using data-taking periods from A2 an A6. The total luminosity of the no pile-up and the low μ runs is 193.3 nb-1. The reason for using these two runs is to measure the lowpT region for jets, without the very large systematic uncertainties that would be caused by pileup in this kinematic region. This measurement has been merged with the high mu run cross-section measured by Gagik Vardanyan, for the ATLAS publication on the inclusive double-differential cross section measurement at √s=8 TeV. Separating quark-initiated jets from gluon-initiated jets can provide improve the reach of many beyond-the-standard model searches such as compositeness and contact interactions. In order to distinguish quark from gluon jets, a likelihood was built based on the number of charged track in the jet, and on the track width for the analysis of the 2011 dataset. Once jets have been labelled as quark-originated or gluon-originated, dijet events can be labelled as quark-quark, quark-gluon, and gluon-gluon. The detector-level invariant mass spectrum has been measured in bins of y* in 2011 data, and compared to Standard Model QCD or models of contact interactions with different ∧ scales. The tool has been further improved to have a better quark-gluon jet discrimination for the 2012 analysis. Calorimeter-based variables have been added to the track-based ones used in 2011, to extend the rapidity coverage and the discrimination power of the tool. The additional advantage of using 2012 data is the increased luminosity, from the 4.7 ±0.2 f b-1 of 2011 to the 20.3 f b-1 for 2012, allowing the use of data-driven techniques to measure the jet shapes used in the discrimination. As quark and gluon fractions and jet properties are strongly dependent on jet kinematics, all variables are studied in bins of pT and η.
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Nagarkar, Advait Neel. "A measurement of the W±Z production cross section and limits on anomalous trilinear gauge couplings in proton-proton collisions at √s = 7 TeV using 4.64 fb-1 of data collected with the ATLAS detector." The Ohio State University, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1354723434.
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Massa, Lorenzo <1988>. "Measurement of the t-tbar differential cross section at large top quark transverse momentum in sqrt(8) TeV pp collisions using the ATLAS detector at the LHC." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amsdottorato.unibo.it/7272/.
Full textAbstract:
The top quark is the heaviest particle in Standard Model. When it is produced with a large Lorentz boost, its decay products tend to overlap, making the standard reconstruction techniques inefficient; large R jet substructure analysis techniques allow to increase the detection efficiency for these events. Various differential cross section measurements of boosted t-tbar from pp collisions with sqrt(s)=8 TeV are presented: with respect to the mass, to the transverse momentum and the pseudorapidity of the t-tbar system. The results here have been obtained using a sample of 20 fb^-1, recorded by ATLAS during 2012. The events are selected with a cut-based approach in the single lepton plus jets decay channel, where the lepton can be either an electron or a muon. The final background-subtracted distributions are corrected for the distortion introduced by the detector and selection effects using unfolding methods. The measurements are dominated by the systematic uncertainties, and are in agreement with the Standard Model, even if it can be seen a general tendency of the theoretical predictions to overestimate the measured cross section for increasing transverse momentum and mass of the t-tbar system.
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Aoun, Sahar. "Mise en oeuvre du détecteur à pixels et mesure de la section efficace différentielle de production des jets issus de quarks beaux auprès de l'expérience ATLAS au LHC." Thesis, Aix-Marseille 2, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX22136/document.
Full textAbstract:
Le Modèle Standard de la physique des particules est une théorie quantique des champs qui décrit les particules élémentaires de la matière et leurs interactions. Le Large Hadron Collider (LHC) au CERN à Genève a été construit afin de tester les prédictions théoriques du Modèle Standard, en produisant des collisions proton-proton avec des énergies au centre de masse jamais atteintes auparavant. ATLAS est l'un des quatre détecteurs construits sur le LHC. Il est optimisé pour reconstruire les particules et leur produits de désintégrations issus de ces collisions. La partie technique de cette thèse est liée au détecteur à pixels d'ATLAS qui fournit une mesure précise des paramètres des traces à côté du point d'interaction. Ceci est important pour l'identification des jets issus de quarks beaux. Nous présentons une analyse des propriétés des amas de pixels avec les données de muons cosmiques collectées en 2008. Ce travail porte essentiellement sur l'étude de l'effet du seuil des pixels sur la taille, la charge et la position des amas principaux associés aux traces à grand angle d'incidence, avec les données et les simulations. Nous avons réalisé aussi une des premières mesures de la section efficace de production de jets issus de quarks beaux au LHC avec les données de collisions proton-proton à une énergie de 7 TeV au centre de masse. C'est la deuxième analyse présentée dans ce document. Une section efficace différentielle de production de jets b a été mesurée avec les données enregistrées par ATLAS en 2010, utilisant les muons dans les jets semi-leptoniques afin d'extraire la fraction de jets b. Les résultats de la mesure sont en bon accord avec les prédictions de la QCD du Modèle StandardThe Standard Model of elementary particle physics is a quantum field theory describing the fundamental particles which constitute matter and the interactions between them. The Large Hadron Collider (LHC) at CERN in Geneva was built with the intention of testing various Standard Model predictions, by providing proton-proton collisions at a centre-of-mass energies never recorded before. The ATLAS detector is one of the four particle experiments constructed at the LHC. It is designed to reconstruct particles and their decay products originating from these collisions. The technical part of this thesis is related to the ATLAS pixel detector which provides a precise measurement of tracks next to the interaction point. This is important for the identification of particle jets which originate from bottom quarks. We present an analysis of the pixel cluster properties using cosmic rays data collected in 2008. The main part of this work is dedicated to the study of the effect of online pixel threshold that impacts especially the charge, the size and the position of main clusters associated to tracks at high incidence angle, with data and Monte Carlo. We performed also one of the first measurements of the b-jet production cross section in proton-proton collisions at sqrt{s} = 7 TeV with the ATLAS detector. It is the second analysis presented in this document. A differential b-jet production cross section was measured with the 2010 dataset recorded by the ATLAS detector, using muons in jets to estimate the fraction of b-jets. The measurement is in good agreement with the Standard Model QCD predictions
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Evangelakou, Despoina [Verfasser], Arnulf [Akademischer Betreuer] Quadt, and Ariane [Akademischer Betreuer] Frey. "Z → tau h tau Cross Section Measurement and tau tau Mass Reconstruction with the ATLAS Detector at the LHC / Despoina Evangelakou. Gutachter: Arnulf Quadt ; Ariane Frey. Betreuer: Arnulf Quadt." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2012. http://d-nb.info/1043610294/34.
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Meyer, Jochen [Verfasser], and Thomas [Akademischer Betreuer] Trefzger. "Muon performance aspects and measurement of the inclusive ZZ production cross section through the four lepton final state with the ATLAS experiment at the LHC / Jochen Meyer. Betreuer: Thomas Trefzger." Würzburg : Universitätsbibliothek der Universität Würzburg, 2013. http://d-nb.info/1037076249/34.
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Abajyan, Tatevik [Verfasser]. "Measurement of the top quark pair production cross section with the ATLAS detector at LHC in pp collisions at √s =7 TeV in dilepton final states / Tatevik Abajyan." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2012. http://d-nb.info/104391112X/34.
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Vanadia, Marco [Verfasser], Hubert [Akademischer Betreuer] Kroha, and Lothar [Akademischer Betreuer] Oberauer. "Measurement of the production cross section of heavy quark jets in association with a W boson with the ATLAS detector at the LHC / Marco Vanadia. Gutachter: Lothar Oberauer ; Hubert Kroha. Betreuer: Hubert Kroha." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2013. http://d-nb.info/1036727904/34.
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Kühn, Susanne [Verfasser], and Karl [Akademischer Betreuer] Jakobs. "First measurement of the Z/gamma*->tautau cross section in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS experiment at the LHC = Erste Messung des Z/gamma*->tautau Wirkungsquerschnittes in Proton-Proton-Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt(s)=7 TeV mit dem ATLAS-Experiment am LHC." Freiburg : Universität, 2012. http://d-nb.info/1123466831/34.
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Doan, Thi Kieu Oanh. "Mesure de la section efficace différentielle de production du boson Z se désintégrant en paires électron-position, dans l'expérience ATLAS." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00846877.
Full textAbstract:
La première mesure du spectre en phi*_eta du boson Z à 7 TeV a été réalisée dans cette thèse. Cette variable permet de sonder la dynamique de production des Z de façon fine. L'échantillon complet des données enregistrées par ATLAS en 2011 a été utilisé ce qui correspond à 4.7/fb de luminosité intégrée. Les résultats de cette mesure sont publiés dans la Ref. [18] fondé sur la note interne Ref. [69]. La section efficace différentielle de Z->ee en fonction phi*_eta a été mesurée et comparée aux calculs perturbatifs à ordre fixé, avec/sans resommation pour la région des petits phi*_eta. Le code RESBOS fournit la meilleure description des données, cependant il est incapable de reproduire, à mieux de 4%, la forme détaillée de la section efficace mesurée. La section efficace différentielle a également été comparée aux prédictions de différents générateurs Monte Carlo interfacés avec un algorithme de parton shower. Les meilleures descriptions du spectre en phi*_eta mesuré sont données par les générateurs SHERPA et POWHEG+PYTHIA8. La mesure précise de la section efficace différentielle en phi*_eta fournit des informations précieuses pour l'ajustement des codes Monte Carlo. La précision expérimentale typique de cette mesure (~0.5%) est dix fois meilleure que la précision des calculs théoriques et elle est donc aussi précieuse pour contraindre la théorie. La mesure du spectre en ptZ a également été faite pour quantifier l'incertitude systématique de cette mesure en utilisant la grande statistique de l'échantillon de données. Cela permet de comparer deux mesures qui traitent de l'impulsion transverse du boson Z. Dans la plupart du domaine en phi*_eta l'incertitude systématique de la mesure de ptZ est deux fois plus grande que celle de la mesure de phi*_eta. Cette comparaison confirme l'intérêt de la variable phi*_eta. Les résultats présentés dans cette thèse ont beaucoup d'implications pour les études futures. Ajustant les générateurs Monte Carlo en utilisant les résultats de la mesure précise du spectre en phi*_eta minimisera l'incertitude sur leurs paramètres. Une mesure de la section efficace doublement différentielle en ptZ et phi*_eta est intéressante pour mieux comprendre la corrélation entre ces deux variables. La mesure précise du spectre en ptZ utilisant la variable phi*_eta peut être appliquée au spectre en ptW et on sait que des mesures plus fines du ptW sont importante pour une détermination précise de la masse du boson W. De plus, une compréhension précise du spectre en ptZ est importante pour comprendre les propriétés cinématiques de la production du boson de Higgs.
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Lösle, Alena [Verfasser], and Markus [Akademischer Betreuer] Schumacher. "Measurement of the Higgs-Boson production cross-section and test of CP invariance in Vector-Boson fusion production with H->tau tau decays in the fully-leptonic final state with the ATLAS detector at the LHC." Freiburg : Universität, 2020. http://d-nb.info/1217593667/34.
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Li, Shu. "Mesure de la production W+W− dans les collisions proton-proton à $\sqrt{s} = 7 TeV avec le détecteur ATLAS au LHC." Thesis, Aix-Marseille, 2012. http://www.theses.fr/2012AIXM4107.
Full textAbstract:
Cette thèse présente le mesure des sections efficaces de production WW MS et la détermination des couplages triples (TGCs) correspondants en utilisant ces 4.7 fb⁻¹ de donnes 2011 de collision pp. Ces mesures permettent un test contraignant du secteur 'électrofaible non abélien SU(2) X U(1) du Modèle Standard; donnent l'opportunité de sonder la nouvelle physique `a travers les couplages triples anormaux de bosons de jauge (aTGCs) qui seront observés dans la distribution des variables cinématiques des WW produits ou de leurs produits de désintégration finaux dans le secteur de haute 'énergie; et permettent d'avoir une bonne compréhension du bruit de fond irréductible dans la recherche du boson de Higgs dans le canal de d'esint'egration H → W⁺W⁻.Ce travail de th`ese donne un base solide pour les mesures à venir de la production WW avec les ∼25 fb⁻¹ de luminosité intègré de donnes a 8 TeV prévue pour la fin 2012, qui conduiront vers une amélioration de la précision et des limites plus strictes sur les aTGCsThis thesis presents a measurement of the SM WW production cross section and the determination of the corresponding limits on anomalous triple gauge boson couplings (aTGCs), using the 2011 4.7 fb⁻¹ pp collisions data at 7 TeV collected in 2011. The measurement allows for a stringent test of the non-Abelian SU(2) X U(1) SM electroweak sector and probes new physics that could manifest itself through aTGCs that may alter the observed production cross section or kinematic distributions. This measurement also provides a good understanding of the irreducible background in searches for the Higgs boson through the H → W⁺W⁻ decay channel.This thesis work has laid a solid foundation for further measurements of the WW production with the ∼25 fb⁻¹ integrated luminosity 8 TeV recorded data expected by the end of 2012, which will further improve the precision and yield more stringent limits on the aTGCs
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Betancourt, Christopher [Verfasser], and Karl [Akademischer Betreuer] Jakobs. "Charge multiplication detectors for use in the HL-LHC and measurement of the production cross-section in pp collisions of a W boson in association with a charm quark at sqrt (s) = 8 TeV with the ATLAS detector." Freiburg : Universität, 2016. http://d-nb.info/1122830777/34.
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Smith, Joshua Wyatt [Verfasser], Arnulf [Akademischer Betreuer] Quadt, Arnulf [Gutachter] Quadt, and Stan [Gutachter] Lai. "Fiducial cross-section measurements of the production of a prompt photon in association with a top-quark pair at $\sqrts}=13$ TeV with the ATLAS detector at the LHC / Joshua Wyatt Smith ; Gutachter: Arnulf Quadt, Stan Lai ; Betreuer: Arnulf Quadt." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2018. http://d-nb.info/1172500894/34.
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Roe, Adam [Verfasser], Arnulf [Akademischer Betreuer] Quadt, Jörn [Akademischer Betreuer] Große-Knetter, and Steffen [Akademischer Betreuer] Schumann. "Measurement of the Top Quark Pair Production Cross Section and Simultaneous Extraction of the W Heavy Flavor Fraction at √s = 7 TeV with the ATLAS Detector at the LHC / Adam Roe. Gutachter: Arnulf Quadt ; Jörn Große-Knetter ; Steffen Schumann. Betreuer: Arnulf Quadt." Göttingen : Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek Göttingen, 2012. http://d-nb.info/1043665781/34.
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Noguchi, Yohei. "Measurement of Higgs boson properties using the decay channel to b-quarks following associated production with a vector boson in pp collisions at √s=13 TeV." Doctoral thesis, Kyoto University, 2021. http://hdl.handle.net/2433/263460.
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