Monte Carlo Simulations of the Tile Calorimeter and Measurement of the Z→ττ Cross Section with the ATLAS Detector

Abstract

Title: Monte Carlo Simulations of the Tile Calorimeter and Measurement of the Z → ττ Cross Section with the ATLAS Detector Author: Mgr. Jana Nováková Department: Institute of Particle and Nuclear Physics (IPNP) Supervisor: RNDr. Tomáš Davídek, PhD., IPNP Supervisor's e-mail address: davidek@ipnp.troja.mff.cuni.cz Abstract: The Monte Carlo simulations of the Tile calorimeter in the ATLAS experiment at the LHC, especially the electronic noise and multiple interactions (co-called pile-up), are discussed in the thesis. A good agreement in the cell energy distribution between data and Monte Carlo simulations is found. The cross section measurement of Z → ττ events with the ττ invariant mass between 66 and 116 GeV with the ATLAS experiment is described in the next part of the thesis. Data samples collected during 2011 corresponding to the integrated luminosity of 1.34 - 1.55 fb−1 are used for the analysis. The measurements are performed in three different final states depending on the decay mode of the τ leptons. The measurement in the channel with one τ lepton decaying leptonically into the electron + neutrinos (schematically τ → e + νe + ντ ) and the other one hadronically (schematically τ → hadrons + ντ ), especially the calculation of the nominal cross section and the evaluation of the systematic...

Název práce: Monte Carlo simulace kalorimetru TileCal a měření účinného průřezu Z → ττ v detektoru ATLAS Autor: Mgr. Jana Nováková Katedra: Ústav částicové a jaderné fyziky (ÚČJF) Vedoucí disertační práce: RNDr. Tomáš Davídek, PhD., ÚČJF Email vedoucího: davidek@ipnp.troja.mff.cuni.cz Abstrakt: V dizertační práci jsou popsány Monte Carlo simulace kalorimetru TileCal na experimentu ATLAS na urychlovači LHC, zejména elektronický šum a mnohonásobné interakce (tzv. pile-up). Energetická spektra cel kalorimetru jsou v dobrém souhlasu mezi daty a Monte Carlo simulacemi. V další části této práce je představeno měření účinného průřezu procesu Z → ττ v událostech s invariantní hmotou systému ττ v rozmezí 66 a 116 GeV na experimentu ATLAS. Pro tuto analýzu byla použita data nabraná během roku 2011, která odpovídají integrované luminositě 1.34 - 1.55 fb−1 . Měření byla provedena ve třech různých koncových stavech v závislosti na rozpadovém módu τ leptonů. V dizertační práci je detailně popsáno měření v kanále s jedním τ rozpadajícím se leptonově na elektron + neutrina (schematicky τ → e + νe + ντ ) a druhým τ rozpadajícím se hadronově (schematicky τ → hadrons + ντ ), především výpočet nominální hodnoty celkového...