Hledání nových jevů pomocí produkce čtyř top kvarků na urychlovači LHC

• Název práce v češtině: Hledání nových jevů pomocí produkce čtyř top kvarků na urychlovači LHC
• Název v anglickém jazyce: Search for new phenomena using the production of four top quarks at the Large Hadron Collider
• Klíčová slova: LHC|experiment ATLAS|proton-protonové srážky|top quark
• Klíčová slova anglicky: LHC|ATLAS experiment|proton-proton collisions|top quark
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky (32-UCJF)
• Vedoucí / školitel: Mgr. Peter Berta, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 22.01.2021
• Datum zadání: 22.01.2021
• Datum potvrzení stud. oddělením: 04.03.2021

Zásady pro vypracování

V rámci této práce se doktorand(ka) seznámí s metodami zpracování experimentálních dat na experimentu ATLAS. Bude používat metody částicové fyziky pomocí programovacího jazyku C++ spolu s prostředím na analýzu dat ROOT. Hlavní téma práce je hledání nových jevů v proton-protonových srážkách obsahujících čtyři top kvarky. Doktorand(ka) se bude podílet na všech aspektech fyzikální analýzy s důrazem na separaci signálu a pozadí v multidimenzionální analýze a interpretaci měření v modelech fyziky za Standardním Modelem.

Seznam odborné literatury

T. Davídek a R. Leitner, Elementární částice od prvních objevů po současné experimenty, Matfyzpress, ISBN 978-80-7378-205-4
J. Žáček, Úvod do fyziky elementárních částic, Praha, Karolinum 2005
ROOT: Data Analysis Framework: https://root.cern.ch/, https://root.cern.ch/root/htmldoc/guides/users-guide/ROOTUsersGuide.html
B. Lillie et al, Top Compositeness at the Tevatron and LHC, JHEP 0804:087, 2008, arXiv:0712.3057
G. Cacciapaglia et al, Four tops on the real projective plane at LHC, JHEP10(2011)042, arXiv:1107.4616
E. Alvarez et al, Four Tops for LHC, Nuc. Phys. B 915, (2017) 19-43, arXiv:1611.05032
Q.-H. Cao et al, Probing Higgs Width and Top Quark Yukawa Coupling from ttH and tttt Productions, Phys. Rev. D 95, 053004 (2017), arXiv:1602.01934
ATLAS Collaboration, The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider, 2008. 437 pp., JINST 3 (2008) S08003
O. Behnke et al, Data Analysis in High Energy Physics: A Practical Guide to Statistical Methods, ISBN-13: 978-3527410583

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The Large Hadron Collider provides an unprecedented amount of proton-proton collisions which are used to probe the Standard Model of elementary particles. However, there is still no indication of new physics beyond the Standard Model (BSM). Therefore it is important to investigate also rare physics processes to search for BSM effects. The PhD student will explore one such process - the production of four top quarks. This process probes the parameter space of many BSM theories such as the composite top quark models, Randall-Sundrum models, theories predicting new color-neutral particles,.... The PhD student will join the ATLAS experiment and he/she will get familiar with data analysis methods in high energy physics, including machine learning techniques.