Descripción
En este trabajo, la interacción entre el bosón de Higgs y el quark top se estudia mediante las colisiones protón-protón a 13 TeV proporcionadas por el LHC en el detector CMS del CERN (Ginebra).
En el LHC, estas partículas se producen simultáneamente a través de la producción asociada del bosón de Higgs con un quark top (proceso tH) o dos quarks top (proceso ttH). En comparación con muchos otros posibles resultados de las interacciones protón-protón, estos procesos son muy raros, ya que el quark top y el bosón de Higgs son las partículas elementales más pesadas conocidas. Por lo tanto, identificarlas constituye un desafío experimental significativo. Una alta eficiencia de selección de partículas en el detector CMS es, por lo tanto, crucial. En el centro de esta selección se encuentra el sistema de disparo de Nivel 1 (L1), un sistema que filtra los eventos de colisión para retener solo aquellos con interés potencial para el análisis físico. La selección de leptones τ que decaen hadrónicamente, esperados de las desintegraciones del bosón de Higgs, es especialmente exigente debido al gran fondo que surge de las interacciones QCD. La primera parte de esta tesis presenta la optimización del algoritmo L1 τ en la Ejecución 2 (2016-2018) y la Ejecución 3 (2022-2024) del LHC. Incluye el desarrollo de un nuevo concepto de disparo para el LHC de Alta Luminosidad, previsto para comenzar en 2027 y para entregar 5 veces la luminosidad instantánea actual. Para ello, se utilizan algoritmos sofisticados basados en enfoques de aprendizaje automático, facilitados por la tecnología cada vez más moderna y la potente computación del sistema de disparo.
La segunda parte del trabajo presenta la búsqueda de los procesos tH y ttH con las subsiguientes desintegraciones del bosón de Higgs en pares de leptones τ, bosones W o bosones Z, haciendo uso de los datos registrados durante la Ejecución 2. La presencia de múltiples partículas en el estado final, junto con la baja sección transversal de los procesos, hace que la búsqueda sea un caso de uso ideal para discriminantes multivariantes que mejoran la selectividad de las señales y rechazan las abrumadoras contribuciones de fondo. Los discriminantes presentados se construyen utilizando técnicas de aprendizaje automático de última generación, capaces de capturar las correlaciones entre los procesos involucrados, así como el llamado Método del Elemento de Matriz (MEM), que combina la descripción teórica de los procesos con los efectos de resolución del detector. El nivel de sofisticación de los métodos utilizados, junto con la cantidad sin precedentes de datos de colisión analizados, dan como resultado las mediciones más rigurosas de las secciones transversales tH y ttH hasta la fecha.
Author: Cristina Martin Perez
Publisher: Springer
Published: 02/10/2023
Pages: 283
Binding Type: Paperback
Weight: 0.93lbs
Size: 9.21h x 6.14w x 0.63d
ISBN13: 9783030902087
ISBN10: 3030902080
BISAC Categories:
- Science | Physics | Nuclear
- Computers | Artificial Intelligence | General
- Mathematics | Probability & Statistics | General
About the Author
Soy periodista y física de partículas, originaria de España. Estudié la Licenciatura en Física en la Universidad Complutense de Madrid (España) y la Doble Licenciatura en Periodismo y Comunicación en la Universidad Carlos III de Madrid (España). Realicé un Máster en Física de Altas Energías en la ETH Zúrich (Suiza) y en la École Polytechnique de París (Francia). Completé mi doctorado en física experimental de partículas con el experimento CMS en el Laboratoire Leprince-Ringuet de la École Polytechnique de París (Francia). He trabajado en análisis de datos, desarrollos de disparadores y resistencia a la radiación para calorimetría en el experimento CMS, así como en física de aceleradores en DESY (Alemania) y en comunicación científica para el estudio de diseño del FCC en el CERN (Suiza). He impartido cursos de laboratorio de física de partículas a estudiantes de la École Polytechnique de París (Francia) y de la ETH Zúrich (Suiza). Actualmente trabajo como investigadora postdoctoral en el experimento Mu3e en PSI (Suiza) en la ETH Zúrich (Suiza).