Μελέτη γωνιακών κατανομών ζεύγους top quark με τον ανιχνευτή CMS στο LHC και αναζήτηση νέας φυσικής

Μπάκας, Γεώργιος; Bakas, Georgios

dc.contributor.author	Μπάκας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Bakas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2023-09-22T06:44:58Z
dc.date.available	2023-09-22T06:44:58Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58072
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25769
dc.rights	Default License
dc.subject	Ανάλυση δεδομένων φυσικής	el
dc.subject	Φυσική υψηλών ενεργειών	el
dc.subject	cms	en
dc.subject	lhc	en
dc.subject	Top quark	en
dc.title	Μελέτη γωνιακών κατανομών ζεύγους top quark με τον ανιχνευτή CMS στο LHC και αναζήτηση νέας φυσικής	el
dc.contributor.department	Τομέας Φυσικής	el
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Study of top quark pair angular distributions with the CMS detector of the LHC at CERN and search for new physics	el
heal.classification	φυσική	el
heal.classification	φυσική υψηλών ενεργειών	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-06-28
heal.abstract	Η παρούσα διατριβή περιγράφει τη δουλειά που πραγματοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της διδακτορι- κής μου φοίτησης στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο (ΕΜΠ). Η εργασία αποτελείται από δύο αναλύσεις σχετιζόμενες με την παραγωγή Σεύγους τοπ-αντιτοπ κουάρκ (tt) καθώς και ένα μέρος της συμβολής μου στο Κεντρικό Σύστημα Ελέγχου Ανιχνευτών CMS. Το πρώτο μέρος της διατριβής περιλαμβάνει λεπτομέρειες σχετικά με το περίγραμμα του καθιε- ρωμένου προτύπου καθώς και τεχνικά χαρακτηριστικά που σχετίζονται με τον ανιχνευτή CMS . Το Κεφάλαιο 1 περιγράφει τα βασικά στοιχεία του Καθιερωμένου Μοντέλου συμπεριλαμβανομένων των μηχανισμών παραγωγής Σεύγους τοπ-αντιτοπ κουαρκ καθώς και της παραγωγής μποζονίων Ζ ́ που περιγράφονται από μοντέλα νέας φυσικής. Στο Κεφάλαιο 2, περιγράφονται συνοπτικά ο επιταχυντής LHC και ο ανιχνευτής CMS . Για το σύμπλεγμα του επιταχυντή καθώς και το πείραμα CMS περι- γράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στους ερευνητές να αναγνωρίσουν σωματίδια σε αυτή την κλίμακα. Τα βασικά υποσυστήματα ανιχνευτών CMS στα οποία βασίζεται η αναγνώριση των θεμελιωδών σωματιδίων προσδιορίζονται και περιγράφονται περαιτέρω τα βασικά στοιχεία κάθε υπο- ανιχνευτή. Το Κεφάλαιο 3 περιγράφει εν συντομία τους θεμελιώδεις αλγόριθμους που απαιτούνται για την ανακατασκευή αντικειμένων που αναγνωρίζονται στον ανιχνευτή CMS προκειμένου να ανα- γνωριστούν τα σωματίδια που βρίσκονται μέσα στον ανιχνευτή CMS , αναπτύσσονται και συντονίζονται διάφοροι αλγόριθμοι. Το δεύτερο μέρος αυτής της διατριβής περιγράφει το Σύστημα Ελέγχου Ανιχνευτών CMS . ́Ε- νας ανιχνευτής τέτοιου μεγέθους απαιτεί ένα ισχυρό και αυτοματοποιημένο σύστημα για τον έλεγχο επίβλεψης και παρακολούθησης των διαφόρων στοιχείων και υποσυστημάτων του. Το Κεφάλαιο 4 εισάγει τον τρόπο με τον οποίο αναπτύσσεται και λειτουργεί ένα σύστημα ελέγχου ανιχνευτή για ένα μεγάλο πείραμα όπως το πείραμα CMS . Το Κεφάλαιο 4 δείχνει το έργο του συγγραφέα για την α- νάπτυξη και τη συντήρηση διαφόρων λειτουργικών μονάδων που χρησιμοποιήθηκαν από την κεντρική ομάδα του CMS DCS. Το τρίτο μέρος αυτής της διατριβής περιγράφει δύο tt σχετικές αναλύσεις. Και οι δύο αναλύσεις s = 13 TeV , που συλ- χρησιμοποιούν δεδομένα σύγκρουσης πρωτονίων στο κέντρο μάζας ενέργειας λέχθηκαν το 2016, το 2017 και 2018 και παρουσιάζεται σε τελικό συνδυασμένο αποτέλεσμα με τον ανιχνευτή (CMS ). Τα αποτελέσματα αντιστοιχούν σε συνολική φωτεινότητα 137,1 fb1 . Στο Κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται η μέτρηση της διαφορικής ενεργού διατομής παραγωγής Σευγών τοπ-αντιτοπ κουάρκ υψηλής εγκάρσιας ορμής. Το σύνολο δεδομένων συλλέχτηκε κατά τη διάρκεια της πλήρους εκτέλεσης με τον ανιχνευτή CMS στο CERN από συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου σε ενέργεια κέντρου μάζας 13 TeV . Η μέτρηση χρησιμοποιεί γεγονότα όπου και τα δύο υποψήφια τοπ κουάρκ αποσυντίθενται αδρονικά και ανακατασκευάζονται ως μεγάλοι πίδακες ενέργειας. Η ενεργός διατομή εξάγεται δια- φορικά ως συνάρτηση διαφόρων κινηματικών μεταβλητών του συστήματος Σεύγους τοπ κουάρκ ή τοπ κουάρκ. Τα αποτελέσματα αναλύονται σε δύο διαφορετικά επίπεδα ανιχνευτή και συγκρίνονται με διάφορα θεωρητικά μοντέλα. Το κεφάλαιο 6 βασίζεται στην ανάλυση που περιγράφεται στο Κεφάλαιο 5 και παρουσιάζει έναν συνδυασμό αναζητήσεων για βαρείς συντονισμούς που αποσυντίθενται σε Σεύγη τοπ-αντιτοπ κουαρκ, χρησιμοποιώντας το πλήρες σύνολο δεδομένων σύγκρουσης πρωτονίου- πρωτονίου που συλλέχθηκαν από τον ανιχνευτή CMS . Ο συνδυασμός περιλαμβάνει συνεισφορές από τα πλήρως αδρονικά διασπώμενα τοπ-αντιτοπ κουάρκ που έχουν υψηλή εγκάρσια ορμή (pT ). Τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται αυξάνουν περαιτέρω τα όρια αποκλεισμού μάζας για τα μοντέλα νέας φυσικής.	el
heal.abstract	This dissertation describes the work during my PhD pursue that was carried out at the National And Technical University of Athens (NTUA). The work consists of two correlated tt analyses as well as a part of contribution to the Central CMS Detector Control System. The first part of the dissertation involves details regarding the thoretical Standard Model outline as well as technical characteristics related to the CMS detector. Chapter 1 outlines the basic elements of the Standard Model (SM) including the tt production mechanisms as well as the production of Z’ bosons found within models with a new U(1) gauge symmetry. The Z’ is the gauge boson of the (broken) U(1) symmetry. In Chapter 2. the LHC and the CMS detector are briefly described. The accelerator complex as well as the CMS experiment is outlined in order to identify the key characteristics that allow researchers to identify particles at that scale. The basic CMS detector subsystems on which the identification of fundamental particles rely upon are identified and the basic components of each subdetector is further described. Chapter 3 briefly describes the fundamental algorithms required for the object reconstruction of objects that are identified within the CMS detector. In order to identify the particles found within the CMS detector, various algorithms are developed and tuned. The second part of this dissertation discusses the CMS detector Control System. A detector of such size requires a powerful, adaptive and automated system for the control supervision and monitoring of its various components and subsystems. Chapter 4 introduces how a Detector control system for a large experiment such as the CMS experiment is developed and operated. Chapter 4 indicates the work of the author for the development and maintenance of various modules that were used by the CMS central DCS team. The third part of this dissertation describes two tt related analysis. Both analyses use proton- proton collision data at the center of mass energy √ s = 13 TeV, collected in 2016, 2017 and 2018 and presented in a final combined result with the Compact Muon Solenoid (CMS) detector at CERN LHC and correspond to a total integrated luminosity of 137.1 fb−1. Chapter 5 introduces a measurement of the production cross section of high transverse momentum (pT) top quark pairs is reported. The dataset was collected during the full Run II with the CMS detector at the CERN LHC from proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV. The measurement uses events where either both top quark candidates decay hadronically and are reconstructed as large- R jets with pT > 450GeV. The cross section is extracted differentially as a function of kinematic variables of the top quark or top quark pair system. The results are unfolded to the particle and parton levels, and are compared to various theoretical models. Chapter 6 is based on the analysis described in Chapter 4 and presents a combination of searches for heavy resonances decaying to top quark-antiquark pairs, using the full set of proton-proton collision data collected at a center of-mass energy of √s 13Tev in the full run 2, corresponding to an integrated luminosity of fb−1. The combination includes contributions from the fully hadronic final state top and antitop quarks that have a high transverse momentum (pT). The results presented here further increase the mass exclusion limits for several models of new physics.	en
heal.advisorName	Τσιπολίτης, Γεώργιος	el
heal.advisorName	Κουσουρής, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Φουντάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Τσιπολίτης, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κουσουρής, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Φουντάς, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Καραποστόλη, Γεωργία	el
heal.committeeMemberName	Κεχαγιάς, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Μαυρόματος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Δρακοπούλου, Ευαγγελία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	289 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false