Studie van double parton scattering in vier-jet scenario's in proton-proton botsingen bij √s = 7 TeV met het CMS experiment bij de LHC.

Datum: 20 november 2014

Locatie: University of Hamburg - Hamburg Germany

Organisatie / co-organisatie: Departement Fysica

Promovendus: Paolo Gunnellini

Promotor: Pierre Van Mechelen & Johannes Haller

Korte beschrijving: Verdediging dubbeldoctoraat Paolo Gunnellini (Universiteit Antwerpen - Universiteit Hamburg) - Faculteit Wetenschappen - departement Fysica



Abstract

Metingen van de werkzame doorsneden voor multijet scenario's in proton-proton botsingen worden als functie van de transversale impuls pT en pseudorapidity eta voorgesteld, samen met de correlaties in azimuthale hoek en de pT balans tussen de jets. Twee verschillende selecties worden afzonderlijk toegepast; de eerste selecteert een exclusieve vier-jet eindtoestand in |eta|<4.7, door de aanwezigheid van twee harde jets met pT>50 GeV en twee jets met pT>20 GeV te eisen. Extra jets met pT>20 GeV zijn niet toegestaan in de geselecteerde botsingen. De tweede selectie methode vereist ten minste vier jets met pT>20 GeV, waarvan twee van de vier geselecteerde jets moeten ontstaan zijn vanuit een b-quark in |eta|<2.4, terwijl er geen flavour voorwaarden zijn voor de andere twee jets die in het gebied |eta|<4.7 worden geselecteerd. De data werd genomen in 2010 met de CMS detector bij de LHC, en heeft een massamiddelpuntsenergie van 7 TeV, en een gaeintegreerde luminositeit van 36 pb^-1. De gemeten totale werkzame doorsneden zijn sigma(pp->4j+X)=330 +/- 5 (stat.) +/- 45 (syst.) en sigma(pp->2b+2j+X)=67.2 +/- 2.2 +/- (stat.) +/-22.5 (syst.) voor, respectievelijk, de twee geselecteerde multijet scenario's. Het blijkt dat fixed-order matrix element berekeningen, inclusief parton showers, de gemeten werkzame doorsneden slechts in bepaalde gebieden van de faseruimte beschrijven, en dat het toevoegen van bijdragen afkomstig van tweevoudige parton verstrooiingen de Monte Carlo voorspellingen dichter bij de data brengen. Daarom wordt voor de eerste keer een nieuwe methode gaeintroduceerd die de bijdrage van tweevoudige parton verstrooiingen in een experimentele meting kan bepalen. Deze is gevalideerd met bestaande W + dijet metingen, en daarna toegepast op de hiervoor beschreven multijet kanalen: de waarden van sigma effective zijn respectievelijk 19.0 +4.6 -3.0 mb en 23.2 +3.3 -2.5 mb. Deze resultaten zijn consistent met elkaar, en in overeenstemming met metingen gebaseerd op andere selectie kanalen bij eenzelfde massamiddelpuntsenergie van 7 TeV.