Studium kinematiky rozpadů top-antitopových párů v experimentu D0
| Název práce v češtině: | |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Study of Kinematics of Top Quark Pairs at the D0 Experiment |
| Akademický rok vypsání: | 2009/2010 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF) |
| Vedoucí / školitel: | Mgr. Jiří Kvita, Ph.D. |
| Řešitel: |
| Zásady pro vypracování |
| Student se seznámí s počítačovou analýzou dat na experimentu D0 ve Fermilabu v prostředí C++ a ROOT a bude aplikovat metody výberů událostí v multidimenzionální analýze na studium vybraných spekter kinematiky top-antitop kvarkových párů produkovaných urychlovačem Tevatron. Analýza může vést k novému měření a metodice aplikovatelné i na experimentech na LHC. Cílem práce je také porozumět efektům přítomnosti dalších jetů v koncové stavu, efektům pozadí, a studovat možnosti testování Standarního Modelu či hledání nových procesů v daném rozpadovém kanále. Z tohoto hlediska jsou zajímavá např. rozdělení impulzů či úhlové korelace mezi produkty rozpadu top-antitop. Výstupem by měla být vlastní naměřená spektra s fyzikální intepretací a diskuzí s důrazem na porozumění modelování signálu a pozadí a porovnání s experimentálními daty. Součástí může být i přímá účast na nabírání dat na experimentu D0. |
| Seznam odborné literatury |
| Status and Prospects of Top-Quark Physics
Joseph R. Incandela, Arnulf Quadt, Wolfgang Wagner, Daniel Wicke http://arxiv.org/abs/0904.2499 Top quark physics at the LHC Werner Bernreuther http://arxiv.org/abs/0805.1333 Review of Properties of the Top Quark from Measurements at the Tevatron Marc-André Pleier http://arxiv.org/abs/0810.5226 Top quark theory review for the Tevatron, LHC, and ILC D. Wackeroth http://arxiv.org/abs/0810.4176 Direct measurement of the top quark mass by the DZero collaboration. Physical Review D, 58(5):052001, Jul 1998. http://prola.aps.org/abstract/PRD/v58/i5/e052001 |
| Předběžná náplň práce |
| - Top kvark jakožto nejtěžší známá elementární částice je důležitým signálem na Tevatronu sloužící jako laboratoř pro testování kvantové chromodynamiky a elektroslabých procesů, a bude důležitým kalibračním procesem na LHC. Detailní znalost hmoty top kvarku a podrobnější kinematiky jeho produkce a rozpadu je důležitá pro hledání či stanovení limitů pro procesy za Standarním Modelem.
- Urychlovač Tevatron ve Fermiho národní laboratoři u Chicaga, USA, poskytuje unikátní kvalitní data pro fyzikální analýzu paralelně se současným spouštěním urychlovače LHC v Cernu. - Cílem diplomové práce je porozumění produkci a rozpadu top-antitopových párů v detektoru D0, seznámení se se základy výberu signálních událostí, složením a možnosti odstranění pozadí a důležitostí souhlasu dat a simulace v mnohorozměrné analýze šestičásticového rozpadového kanálu. - Je možné ověřit, zda lze měřit hmotu top kvarku např. z tvaru spektra jeho příčného impulzu, či měřit nábojovou asymetrii v produkci top-antitop, a to na úrovni simulace i experimentálních dat. - K tomu je obzvláště výhodný rozpadový kanál s jedním leptonem a většinou čtyřmi hadronovými sprškami (jety), který je dobře viditelný oproti pozadí a jehož kinematika je ještě stále dobře rekonstruovatelná. - V průběhu tvorby diplomové práce uchazeč navštíví Fermilab a bude mít možnost se zapojit do mezinárodního týmu na aktuálně běžícím experimentu. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| - The top quark as the heaviest elementary particle known to-date in an important Tevatron signal, rich Electroweak/QCD laboratory as well as a "standard candle" at the LHC. Detailed knowledge of top quark mass and its final state kinematics are important for searches beyond the SM and can also set limits to new physics. The Tevatron collider provides valuable and well-understood data in parallel with the start of the LHC experiments and offers an opportunity for a physics-oriented analysis.
- The goal of the diploma thesis is understanding the production and decay of top-antitop pairs at the Tevatron proton-antiproton collider with the DZero detector, getting familiar with the idea of events selection, background composition and the importance of data/simulation agreement in a multidimensional analysis. - Feasibility study with the simulation at the parton and reconstructed levels and development of a new analysis methods can be then applied to real collider data into a novel measurement. - It could be possible to measure the top quark mass from the shape of the top quark transverse momentum spectrum, measure the top-antitop charge asymmetry as well as study variables sensitive to various tunes of Monte Carlo generators. - One of the suitable final states is the lepton+jet channel which has a good signature and only one undetected hard neutrino. - During his/her work on the Master's thesis, the candidate will visit the DZero experiment and take part in efforts and data analysis of a live collaboration with more than 5fb-1 data already delivered during the Tevatron Run II phase. |