Measurement of the transverse momentum distribution of W bosons at the LHC with the ATLAS detector

• Auteur / Autrice : Thi Hong Van Nguyen
• Direction : Maarten Boonekamp
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Champs, particules, matière
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromodynamique quantique

Collisionneurs de hadrons

Bosons W

Leptons

Résumé

Les mesures de la distribution d'impulsion transverse de jauge électrofaibles bosons W et Z sont l'une des fonctions antérieures au LHC. Ces mesures fournissent l'un des tests les plus cruciales du modèle standard, en particulier, les calculs QCD pour les collisionneurs hadroniques, qui ont des approches différentes pour les différentes gammes du spectre. En outre, les données sur W et Z la production est un outil important dans la recherche de ; possibles nouvelles particules, c'est à dire, de nouvelles lourdes doublets de leptons, Boson de Higgs, ou partenaires supersymétriques des particules existantes. Dans cette thèse, nous décrivons une mesure de la dynamique transversale W (pT (W)) de distribution produit par collisions proton-proton au LHC avec le détecteur ATLAS. La signature W est recherchée via son mode de désintégration leptonique. Parce que du neutrino dans l'état final qui est indétectable, le pT(W) doit être reconstruit comme le hadroniqne de recul mesurée en additionnant vcctunellement les énergies transverses déposé dans le calorimètre exclusion ceux des leptons. Nous présentons ici un algorithme de reconstruction de recul hadronique dans W, Z des événements. L'analyse est effectuée en utilisant les données produites à s = 7 TeV durant l'année 2010, correspondant à 31 pb-1 de l'intégration luminosité, dans lequel 125k W —> μv et 105k W —> ev candidats sont sélectionnés. En comparaison avec les mesures précédentes, cette mesure au LHC avec plus nombre d'événements utilisés donne une meilleure précision et permet d'étendre la gamme ainsi que la comptabilité appliquer pleinement la correction pour la bin à bin corrélation. Dans les mesures, le propagateur W est définie que la quantité de référence pour être mesurée. Cela permet une combinaison des résultats finaux pour obtenir une meilleure statistique. Le spectre résultant combiné est par rapport aux prévisions modélisées par des générateurs Monte Carlo et différents événements calculée à partir de fix-perturbative QCD afin par différents programmes. Les prédictions à partir des générateurs d'événement tels que ALPGEN + HERW1G, PYTH1A, RESBOS et SHERPA correspondent aux données au sein de 20% sur l'ensemble du pTW) gamme. Les deux fixes afin perturbative QCD prédictions à partir des programmes et des DYMNLO MCFM prédisent moins d'événements à haute pt(VV) à 0 (as) mais l'accord avec la distribution mesurée est nettement améliorée par l'O (αs) calculs.

Measurements of the transverse momentum distribution of electroweak gauge bosons W and Z are one of the prior duties at the LHC. These measuremcnts providc one of the most crucial tests of Standard Model, in particular, the QCD calculations for hadron colliders, which have different approaches for different ranges of the spectrum. In addition, data on W and Z production is an important tool m searching for possible new particles, i. E. , new heavy lepton doublets, Higgs boson, or supersymmetric partners of existing particles. In this thesis we describe a measurement of the W transverse momentum (pT(W)) distribution produced by proton-proton collisions at the LHC with the ATLAS detecter. The W signature is searched via its leptonic decay modes. Because of the neutrino in the final state which is undetectable, the pT(W) must be reconstructed as the hadronic recoil measured by summing vectorially the transverse energies deposited in the calorimeter excluding those of lepton(s). We present here an algorithm of hadronic recoil reconstruction in W , Z events. The analysis is performed using the data produced at s = 7 TeV during 2010, corresponding to 31 pb-1 of integrated luminosity, in which 125k W — μv and 105k W —> ev candidates are selected. In comparison with previous measurements, this measurement at LHC with more number of events used gives a belier precision and allows to extend the range as well as apply fully correction accounting for the bin-to-bin correlation. In the measurements, the W propagator is defined us the baseline quantity to be measured. This allows for a combination of the-final-results-to— get a better statistic. The resulting combined spectrum is compared to predictions modeled by different Monte Carlo event generators and calculated from fix-order perturbative QCD by différent programs. The predictions from event generators such as ALPGEN + HERWIG, PYTHIA, RESBOS, and SHERPA match the data within 20% over the entire pT(W) range. Both fixed-order perturbative QCD predictions from the DYNNLO and MCFM programs predict fewer events at high pt(W) at O(cts ) but the agreement with the measured distribution is significantly improved by the O(as] calculations.