Advanced

Monitoring fast discoveries at the LHC: Implementing jet searches in the TADA framework at the ATLAS detector

Ekberg, Vilhelm LU (2016) FYSK02 20161
Department of Physics
Particle Physics
Abstract
In this project, part of the 2015 ATLAS data from \sqrt{s} = 13 TeV proton-proton collisions was studied with the TAG Data (TADA) framework. The project also serves as a general introduction to the data analysis tools used in high-energy physics experiments. However, since the TADA data had not yet been reviewed by the ATLAS collaboration, it was omitted in this thesis. It was revealed that some of the distributions were affected by trigger biases, which were removed by implementing a kinematic cut on the events. Furthermore, modifications of some TADA scripts were performed in order to successfully run the analysis. These could be beneficial to other Lund University students.
Popular Abstract (Swedish)
Redan de gamla grekerna var på jakt efter universums mest fundamentala
beståndsdelar. Sedan slutet av 1800-talet har man bedrivit denna jakt med
alltmer avancerade experiment. Idag har frukterna av detta sökande sammanfattats i en modell, Standard Modellen, som bland annat förklarar hur
partiklar interagerar och får sin massa. Men det finns en rad iakttagelser
som modellen inte kan förklara, som exempelvis varför gravitationen är så
mycket svagare än de andra krafterna. De teorier som har föreslagits för att lösa dessa problem hänvisar till nya fysikfenomen bortom modellen. Därför har den cirkulära acceleratorn LHC, med en omkrets på 27 km, byggts för att söka efter ny fysik.

Processen går ut på att kollidera två protoner i... (More)
Redan de gamla grekerna var på jakt efter universums mest fundamentala
beståndsdelar. Sedan slutet av 1800-talet har man bedrivit denna jakt med
alltmer avancerade experiment. Idag har frukterna av detta sökande sammanfattats i en modell, Standard Modellen, som bland annat förklarar hur
partiklar interagerar och får sin massa. Men det finns en rad iakttagelser
som modellen inte kan förklara, som exempelvis varför gravitationen är så
mycket svagare än de andra krafterna. De teorier som har föreslagits för att lösa dessa problem hänvisar till nya fysikfenomen bortom modellen. Därför har den cirkulära acceleratorn LHC, med en omkrets på 27 km, byggts för att söka efter ny fysik.

Processen går ut på att kollidera två protoner i hastigheter jämförbara
med ljusets. Detta medför att partiklar skapas i kollisionspunkten, som inom kort sönderfaller till två strålar av partiklar. Med hjälp av en omgivande detektor kan man se hur antalet strålar varierar med energin hos de sönderfallande partiklarna. Om antalet strålar vid en viss energi är högre än vad Standard Modellen förutspår, kan det tyda på att exotiska partiklar har bildats. Man kan även utvärdera hur andelen strålar som emitteras långt över horisontallinjen varierar med energin. Om denna andel ökar markant för höga energier, så är ny fysik sannolikt inbladad. Men i fjolårets resultat var detta fallet för låga energier, vilket var oväntat.

Syftet med detta projekt var inte att leta efter ny fysik, utan att just
förbättra fjolåret resultat. För att hitta orsaken till felet genomfördes datorsimuleringar av kollisionerna, där hänsyn togs till tekniska begränsningar hos detektorn. Dessa simuleringar jämfördes med resultaten, och det upptäcktes att detektorn inte registrerade tillräckligt många strålar för låga energier. Så genom att bortse från dessa energier förbättrades resultaten.

Ibland har utrustingen i sådana här experiment, efter vissa modifikationer,
visat sig användbar i helt andra sammanhang. Exempelvis har acceleratorer
av detta slag kunnat utnyttjas för produktion av röntgenstrålar, vilket utnyttjas inom både sjukvården och tullen. Detta måste framhävas då samhället ska övertalas till att investera i den här sortens forskning. Men
jakten på de mest fundamentala beståndsdelarna är i sig också betydelsefull, eftersom den utökar vår kunskap om universum. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Ekberg, Vilhelm LU
supervisor
organization
course
FYSK02 20161
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
language
English
id
8876462
date added to LUP
2016-06-03 11:36:45
date last changed
2016-06-03 11:36:45
@misc{8876462,
  abstract     = {In this project, part of the 2015 ATLAS data from \sqrt{s} = 13 TeV proton-proton collisions was studied with the TAG Data (TADA) framework. The project also serves as a general introduction to the data analysis tools used in high-energy physics experiments. However, since the TADA data had not yet been reviewed by the ATLAS collaboration, it was omitted in this thesis. It was revealed that some of the distributions were affected by trigger biases, which were removed by implementing a kinematic cut on the events. Furthermore, modifications of some TADA scripts were performed in order to successfully run the analysis. These could be beneficial to other Lund University students.},
  author       = {Ekberg, Vilhelm},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Monitoring fast discoveries at the LHC: Implementing jet searches in the TADA framework at the ATLAS detector},
  year         = {2016},
}