Studium rozpadů Higgsova bosonu na páry tau leptonů s použitím detektoru ATLAS na LHC
| Thesis title in Czech: | Studium rozpadů Higgsova bosonu na páry tau leptonů s použitím detektoru ATLAS na LHC |
|---|---|
| Thesis title in English: | Study of decays of the Higgs boson into pairs of tau leptons using the ATLAS detector at the LHC |
| Key words: | Higgsův boson, ATLAS, tau lepton |
| English key words: | Higgs boson, ATLAS, tau lepton |
| Academic year of topic announcement: | 2016/2017 |
| Thesis type: | diploma thesis |
| Thesis language: | angličtina |
| Department: | Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF) |
| Supervisor: | Mgr. Daniel Scheirich, Ph.D. |
| Author: | hidden - assigned and confirmed by the Study Dept. |
| Date of registration: | 25.09.2017 |
| Date of assignment: | 25.09.2017 |
| Confirmed by Study dept. on: | 09.02.2018 |
| Date and time of defence: | 13.06.2018 09:00 |
| Date of electronic submission: | 10.05.2018 |
| Date of submission of printed version: | 10.05.2018 |
| Date of proceeded defence: | 13.06.2018 |
| Opponents: | doc. RNDr. Pavel Řezníček, Ph.D. |
| Guidelines |
| Současná znalost elementárních částic a jejich interakcí je shrnuta v takzvaném Standardním modelu (SM). Ten zahrnuje všechny známé elementární částice a úspěšně vysvětluje většinu jevů pozorovaných v mikrosvětě. Higgsův boson, poslední objevená elementární částice, je integrální součástí tohoto modelu a souvisí s matematickým předpisem, pomocí kterého jsou do modelu zavedeny hmoty částic (tzv. Higgsův mechanismus). Higgsův boson byl objeven v roce 2012 experimenty ATLAS a CMS na urychlovači LHC a jeho vlastnosti jsou od té doby podrobovány přísnému zkoumání. Žádné z dosavadích měření zatím neodhalilo odchylky od předpovědí SM. Jednou z vlastností předpovězených SM je mimo jiné i to, že vazbová konstanta interakce Higgsova bosonu s fermiony je přímo úměrná jejich hmotě. Přesná měření větvících poměrů (a z nich odvozených vazbových konstant) jsou tedy zásadním krokem v testování SM a hledání případné nové fyziky.
Rozpady na páry tau leptonů, kterým se bude student věnovat v rámci své diplomové práce, jsou druhým nejčastějším fermionovým rozpadovým kanálem Higgsova bosonu. Oproti dominantnímu rozpadu na b kvarky má tento proces výrazně nižší experimentální pozadí. I přesto je potlačení pozadí zásadním aspektem tohoto měření, protože konkurenční procesy (např. rozpad Z bosonu na tau leptony) mají řádově větší účinný průřez. Cílem této diplomové práce bude implementovat metodu potlačení pozadí na bázi multivarietní analýzy (MVA). Konkrétně se zaměří na techniku urychlených rozhodovacích stromů (boosted decision trees, BDT), která v současnosti patří mezi nejoblíbenější pokročilé statistické metody klasifikace případů. Student analyzuje data a simulaci z detektoru ATLAS a provede optimalizaci MVA klasifikátoru z hlediska statistické signifikance signálu. Očekává se, že studentem vyvinuté techniky budou použitelné pro měření účinného průřezu produkce a rozpadu Higgsova bosonu na páry tau leptonů s daty z druhé periody LHC (tzv. run 2). |
| References |
| T. Davídek, R. Leitner: Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty, Matfyzpress 2012
http://root.cern.ch Phys.Lett.B716(2012)1–29 Phys.Lett.B716(2012)30 Phys.Rev.Lett.114,191803 ATLAS Higgs results, https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/HiggsPublicResults, Mar 2017 CMS Higgs results, http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/publications/HIG/index.html, Mar 2017. The ATLAS Collaboration, JHEP 04 (2015) 117 The CMS Collaboration, JHEP 05 (2014) 104 The ATLAS and CMS Collaborations, JHEP 08 (2016) 045 Glen Cowan, Statistical Data Analysis, Oxford University Press (1998), ISBN 0-19-850156-0 (Hbk), ISBN 0-19-850155-2 (Pbk) Kolektiv autorů, Data Analysis in High Energy Physics, Wiley-Vch Verlag GmbH & Co. KGaA (2013), ISBN 978-3-527-41058-3 |