Studium produkce top kvarků na experimentu ATLAS v CERN

Abstract

The top quark, as the heaviest known elementary particle, plays an important role in testing the validity of the Standard Model and in the search for new physics. This thesis focuses on the study of top quark production at the ATLAS experiment at CERN. The theoretical framework based on the Standard Model of particle physics is introduced, and the top quark and its production mechanisms are described. The LHC accelerator and the ATLAS detector are also presented. Current measurements of the total and differential production cross sections of the top quark at the ATLAS and CMS experiments are summarized. The thesis further includes an original analysis of simulated top-antitop pair production data. Event selection criteria are examined, and two machine learning algorithms designed to reconstruct kinematic variables are compared.

Top kvark jako nejtěžší známá elementární částice hraje důležitou roli v testování plat- nosti Standardního modelu a hledání nové fyziky. Tato práce se zabývá studiem produkce top kvarků na experimentu ATLAS v CERN. Je uveden teoretický rámec vycházející ze Standardního modelu částicové fyziky, popsán top kvark a mechanismy jeho produkce. Dále je popsán urychlovač LHC a detektor ATLAS. Jsou shrnuta aktuální měření účin- ného a diferenciálního účinného průřezu produkce top kvarku na experimentech ATLAS a CMS. Práce se také věnuje vlastní analýze simulovaných dat produkce párů top-antitop kvarků. Jsou zkoumána selekční kritéria a následně porovnány dva algoritmy strojového učení určené k rekonstrukci kinematických veličin.