Measurements of top quark pair relative differential cross-sections with ATLAS in pp collisions at sqrts=7 TeV

Measurements are presented of differential cross-sections for top quark pair production in pp collisions at root s = 7 TeV relative to the total inclusive top quark pair production cross-section. A data sample of 2.05 fb(-1) recorded by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider is used. Relative differential cross-sections are derived as a function of the invariant mass, the transverse momentum and the rapidity of the top quark pair system. Events are selected in the lepton (electron or muon) + jets channel. The background-subtracted differential distributions are corrected for detector effects, normalized to the total inclusive top quark pair production cross-section and compared to theoretical predictions. The measurement uncertainties range typically between 10 % and 20 % and are generally dominated by systematic effects. No significant deviations from the Standard Model expectations are observed.

Measurement of the top quark charge in pp collisions at sqrts = 7 TeV with the ATLAS detector

A measurement of the top quark electric charge is carried out in the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider using 2.05 fb-1 of data at a centre-of-mass energy of 7 TeV. In units of the elementary electric charge, the top quark charge is determined to be 0.64 +- 0.02 (stat.) +- 0.08 (syst.) from the charges of the top quark decay products in single lepton ttbar candidate events. This excludes models that propose a heavy quark of electric charge --4/3, instead of the Standard Model top quark, with a significance of more than 8 sigma.

Measurement of jet shapes in top-quark pair events at sqrts = 7 TeV using the ATLAS detector

A measurement of jet shapes in top-quark pair events using 1.8 fb−1 of s√=7 TeV pp collision data recorded by the ATLAS detector at the LHC is presented. Samples of top-quark pair events are selected in both the single-lepton and dilepton final states. The differential and integrated shapes of the jets initiated by bottom-quarks from the top-quark decays are compared with those of the jets originated by light-quarks from the hadronic W-boson decays W→qq¯′ in the single-lepton channel. The light-quark jets are found to have a narrower distribution of the momentum flow inside the jet area than b-quark jets.

Measurement of the top quark pair production charge asymmetry in proton-proton collisions at s√ = 7 TeV using the ATLAS detector

This paper presents a measurement of the top quark pair () production charge asymmetry A (C) using 4.7 fb(-1) of proton-proton collisions at a centre-of-mass energy root s = 7 TeV collected by the ATLAS detector at the LHC. A -enriched sample of events with a single lepton (electron or muon), missing transverse momentum and at least four high transverse momentum jets, of which at least one is tagged as coming from a b-quark, is selected. A likelihood fit is used to reconstruct the event kinematics. A Bayesian unfolding procedure is employed to estimate A (C) at the parton-level. The measured value of the production charge asymmetry is A (C) = 0.006 +/- 0.010, where the uncertainty includes both the statistical and the systematic components. Differential A (C) measurements as a function of the invariant mass, the rapidity and the transverse momentum of the system are also presented. In addition, A (C) is measured for a subset of events with large velocity, where physics beyond the Standard Model could contribute. All measurements are consistent with the Standard Model predictions.

Search for top quark decays t → qH with H → ƴƴ using the ATLAS detector

A search is performed for flavour-changing neutral currents in the decay of a top quark to an up-type (c, u) quark and a Higgs boson, where the Higgs boson decays to two photons. The proton-proton collision data set used corresponds to 4.7 fb−1 at √s = 7TeV and 20.3 fb−1 at √s = 8TeV collected by the ATLAS experiment at the LHC. Top quark pair events are searched for in which one top quark decays to qH and the other decays to bW. Both the hadronic and the leptonic decay modes of the W boson are used. No significant signal is observed and an upper limit is set on the t → qH branching ratio of 0.79% at the 95% confidence level. The corresponding limit on the tqH coupling combination qλ2t cH + λ2t uH is 0.17.

Study of heavy-flavor quarks produced in association with top-quark pairs at s √ =7 TeV using the ATLAS detector

Using a sample of dilepton top-quark pair (tt ¯ ) candidate events, a study is performed of the production of top-quark pairs together with heavy-flavor (HF) quarks, the sum of tt ¯ +b+X and tt ¯ +c+X , collectively referred to as tt ¯  + HF . The data set used corresponds to an integrated luminosity of 4.7  fb −1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV recorded by the ATLAS detector at the CERN Large Hadron Collider. The presence of additional HF (b or c ) quarks in the tt ¯ sample is inferred by looking for events with at least three b -tagged jets, where two are attributed to the b quarks from the tt ¯ decays and the third to additional HF production. The dominant background to tt ¯  + HF in this sample is tt ¯ +jet events in which a light-flavor jet is misidentified as a heavy-flavor jet. To determine the heavy- and light-flavor content of the additional b -tagged jets, a fit to the vertex mass distribution of b -tagged jets in the sample is performed. The result of the fit shows that 79 ± 14 (stat) ± 22 (syst) of the 105 selected extra b -tagged jets originate from HF quarks, 3 standard deviations away from the hypothesis of zero tt ¯  + HF production. The result for extra HF production is quoted as a ratio (R HF ) of the cross section for tt ¯  + HF production to the cross section for tt ¯ production with at least one additional jet. Both cross sections are measured in a fiducial kinematic region within the ATLAS acceptance. R HF is measured to be [6.2±1.1(stat)±1.8(syst)]% for jets with p T >25  GeV and |η|<2.5 , in agreement with the expectations from Monte Carlo generators.

Search for Pair-Produced Supersymmetric Top Quark Partners with the ATLAS Experiment

Searches for the supersymmetric partner of the top quark (stop) are motivated by natural supersymmetry, where the stop has to be light to cancel the large radiative corrections to the Higgs boson mass. This thesis presents three different searches for the stop at √s = 8 TeV and √s = 13 TeV using data from the ATLAS experiment at CERN’s Large Hadron Collider. The thesis also includes a study of the primary vertex reconstruction performance in data and simulation at √s = 7 TeV using tt and Z events. All stop searches presented are carried out in final states with a single lepton, four or more jets and large missing transverse energy. A search for direct stop pair production is conducted with 20.3 fb−1 of data at a center-of-mass energy of √s = 8 TeV. Several stop decay scenarios are considered, including those to a top quark and the lightest neutralino and to a bottom quark and the lightest chargino. The sensitivity of the analysis is also studied in the context of various phenomenological MSSM models in which more complex decay scenarios can be present. Two different analyses are carried out at √s = 13 TeV. The first one is a search for both gluino-mediated and direct stop pair production with 3.2 fb−1 of data while the second one is a search for direct stop pair production with 13.2 fb−1 of data in the decay scenario to a bottom quark and the lightest chargino. The results of the analyses show no significant excess over the Standard Model predictions in the observed data. Consequently, exclusion limits are set at 95% CL on the masses of the stop and the lightest neutralino.

Search for same-sign top quark pairs with the ATLAS detector at the LHC

In this thesis, a search for same-sign top quark pairs produced according to the Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) is presented. The analysis is carried out within the ATLAS Collaboration using collision data at a center-of-mass energy of $\sqrt{s} = 13$ TeV, collected by the ATLAS detector during the Run 2 of the Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of $140$ fb$^{-1}$. Three SMEFT operators are considered in the analysis, namely $\mathcal{O}_{RR}$, $\mathcal{O}_{LR}^{(1)}$, and $\mathcal{O}_{LR}^{(8)}$. The signal associated to same-sign top pairs is searched in the dilepton channel, with the top quarks decaying via $t \longrightarrow W^+ b \longrightarrow \ell^+ \nu b$, leading to a final state signature composed of a pair of high-transverse momentum same-sign leptons and $b$-jets. Deep Neural Networks are employed in the analysis to enhance sensitivity to the different SMEFT operators and to perform signal-background discrimination. This is the first result of the ATLAS Collaboration concerning the search for same-sign top quark pairs production in proton-proton collision data at $\sqrt{s} = 13$ TeV, in the framework of the SMEFT.

Approccio spettroscopico mediante guida d'onda e analisi multivariata per la discriminazione della qualità di oli vergini di oliva

La determinazione della qualità dell’olio vergine di oliva e la definizione dell’appartenenza del prodotto ad una specifica categoria merceologica (extra vergine, vergine, lampante) può essere ottenuta mediante la valutazione organolettica effettuando il Panel test. Quest’ ultimo è attuato da un gruppo di assaggiatori esperti (panel), guidati da un capo-panel, e ha l’obiettivo di identificare e quantificare i principali attributi sensoriali (positivi e negativi) stabilendo, sulla base dei risultati, la categoria merceologica di appartenenza del prodotto. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di valutare l’applicabilità di un metodo strumentale che, attraverso un approccio di screening rapido, possa supportare l’analisi sensoriale, fornendo una discriminazione degli oli analizzati in funzione della loro qualità (categoria merceologica). Per tale finalità, un set di 42 oli di oliva vergini provenienti dalla Spagna e dalla Croazia, classificati nelle tre categorie merceologiche sulla base del Panel test, è stato analizzato mediante guida d’onda che ha consentito di esaminare le forme d’onda, sia del guadagno che della fase, nell’intervallo di frequenza 1,6 -2,7 GHz. Dai risultati ottenuti, per diversi intervalli di frequenza gli spettri del guadagno sembrano essere influenzati dalla categoria merceologica. Inoltre, l’analisi delle componenti principali (PCA), condotta a partire da tale informazione spettrale, ha consentito, in linea generale, la discriminazione tra oli extra vergini, vergini e lampanti. Infine, la successiva Hierarchical Cluster Analysis ha permesso di identificare clusters distinti per i campioni lampanti e quelli extra vergini e vergini.

Reti neurali e modelli fisico-predittivi: Dati clinici e analisi di trattamenti in tomotherapy

Il lavoro è parte integrante di un progetto di ricerca del Ministero della Salute ed è stato sviluppato presso la Fisica Sanitaria ed il reparto di Radioterapia Oncologica dell’Azienda Ospedaliero Universitaria di Modena. L’obiettivo è la realizzazione di modelli predittivi e di reti neurali per tecniche di warping in ambito clinico. Modifiche volumetrico-spaziali di organi a rischio e target tumorali, durante trattamenti tomoterapici, possono alterare la distribuzione di dose rispetto ai constraints delineati in fase di pianificazione. Metodologie radioterapiche per la valutazione di organ motion e algoritmi di registrazione ibrida permettono di generare automaticamente ROI deformate e quantificare la divergenza dal piano di trattamento iniziale. Lo studio si focalizzata sulle tecniche di Adaptive Radiation Therapy (ART) mediante la meta-analisi di 51 pazienti sottoposti a trattamento mediante Tomotherapy. Studiando il comportamento statistico del campione, sono state generate analisi predittive per quantificare in tempo reale divergenze anatomico dosimetriche dei pazienti rispetto al piano originale e prevedere la loro ripianificazione terapeutica. I modelli sono stati implementati in MATLAB, mediante Cluster Analysis e Support Vector Machines; l’analisi del dataset ha evidenziato il valore aggiunto apportabile dagli algoritmi di deformazione e dalle tecniche di ART. La specificità e sensibilità della metodica è stata validata mediante l’utilizzo di analisi ROC. Gli sviluppi del presente lavoro hanno aperto una prospettiva di ricerca e utilizzo in trattamenti multicentrici e per la valutazione di efficacia ed efficienza delle nuove tecnologie in ambito RT.

Modellazione e analisi energetica di tecnologie wireless per reti di sensori

Nella tesi viene svolto un lavoro di modellazione del protocollo MAC 802.15.4 Wireless Personal Area Network (WPAN), per reti di sensori; dopodiché esso viene sottoposto ad una serie di analisi energetiche attraverso simulazioni nell'ambiente OMNeT++. Numerosi sono i parametri che sono stati considerati per caratterizzare al meglio le analisi effettuate, nonché le diverse condizioni iniziali. Il profilo energetico ottenuto è stato messo a confronto con quello del protocollo 802.15.4m per TVWS. I dati ottenuti sono stati elaborati con un algoritmo power control con l'obiettivo di raggiungere la massima ottimizzazione energetica.

Software dispositivo medico: Analisi del rischio e integrazione nelle reti-it

In questa tesi faremo prima una panoramica sui dispositivi medici e, in particolare, andremo ad approfondire l’aspetto del software come dispositivo medico; successivamente andremo ad analizzare il sistema, definito “nuovo approccio”, che regolamenta l’immissione in commercio dei dispositivi medici all’interno del mercato europeo per andare poi ad analizzare la parte sulla gestione del rischio che è fondamentale per raggiungere la conformità soprattutto quando si tratta di dispositivi medici. Nel secondo capitolo, andremo poi ad analizzare il report tecnico IEC 80002-1 del 2009 che fornisce una guida, destinata al software, per l’applicazione dei requisiti contenuti nella normativa CEI UNI EN ISO 14971:2007. Nel terzo capitolo, visto il sempre maggior numero di dispositivi medici dotati di interfaccia di rete andremo ad analizzare il report tecnico IEC 80001 del 2009 per la gestione dei rischi delle reti IT medicali che incorporano tali dispositivi rivolto alle aziende ospedaliere.