Diffusion model of the hollow electron lens for HL-LHC

In the upcoming years, various upgrades and improvements are planned for the CERN Large Hadron Collider (LHC) and represent the mandate of the High-Luminosity project. The upgrade will allow for a total stored beam energy of about 700 MJ, which will need, among others, an extremely efficient collimation system. This will be achieved with the addition of a hollow electron lens (HEL) system to help control the beam-halo depletion and mitigate the effects of fast beam losses. In this master thesis, we present a diffusion model of the HEL for HL-LHC. In particular, we explore several scenarios to use such a device, focusing on the halo depletion efficiency given by different noise regimes.

Analisi di log files prodotti dal sistema StoRM usato dall’esperimento ATLAS attraverso algoritmi di clustering

L'esperimento ATLAS, come gli altri esperimenti che operano al Large Hadron Collider, produce Petabytes di dati ogni anno, che devono poi essere archiviati ed elaborati. Inoltre gli esperimenti si sono proposti di rendere accessibili questi dati in tutto il mondo. In risposta a questi bisogni è stato progettato il Worldwide LHC Computing Grid che combina la potenza di calcolo e le capacità di archiviazione di più di 170 siti sparsi in tutto il mondo. Nella maggior parte dei siti del WLCG sono state sviluppate tecnologie per la gestione dello storage, che si occupano anche della gestione delle richieste da parte degli utenti e del trasferimento dei dati. Questi sistemi registrano le proprie attività in logfiles, ricchi di informazioni utili agli operatori per individuare un problema in caso di malfunzionamento del sistema. In previsione di un maggiore flusso di dati nei prossimi anni si sta lavorando per rendere questi siti ancora più affidabili e uno dei possibili modi per farlo è lo sviluppo di un sistema in grado di analizzare i file di log autonomamente e individuare le anomalie che preannunciano un malfunzionamento. Per arrivare a realizzare questo sistema si deve prima individuare il metodo più adatto per l'analisi dei file di log. In questa tesi viene studiato un approccio al problema che utilizza l'intelligenza artificiale per analizzare i logfiles, più nello specifico viene studiato l'approccio che utilizza dell'algoritmo di clustering K-means.

A novel method for modeling the recoil in W boson events at hadron colliders

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeitos de alta densidade em processos Drell-Yan de altas energias

Um dos problemas teóricos mais importantes da Física de Partículas de Altas Energias é a investigação de efeitos de alta densidade na Cromodinâmica Quântica (QCD), que é a teoria que descreve as interações fortes. Tais efeitos são importantes pois determinam os observáveis em colisõesde altas energias. Em processos hadrônicos de energia suficientemente alta, espera-se a formação de sistemas densos o suficiente para que efeitos não lineares de QCD passem a ser significativos na descrição e na unitarização da seção de choque. Na descrição de processos de espalhamento de altas energias, evidências experimentais indicam que os hádrons são constituídos por partículas puntuais, as quais chamamos de pártons. Os pártons carregam uma fração x do momentum total do hádron, e são de dois tipos, quarks e glúons. Na interação entre as partículas ocorre a troca de momentum, definida como Q2. A descrição perturbativa padrão para a evolução dinâmica das distribuições de quarks q(x, Q2) e glúons g(x, Q2), pode ser dada pelas equações de evolução DGLAP, e tem obtido sucesso na descrição dos resultados experimentais para as presentes energias. Na evolução DGLAP, são considerados apenas processos de emissão, como a emissão de um glúon por um quark, o decaimento de um glúon em um par de quarks ou em um par de glúons Estes processos de emissão tendem a aumentar a densidade de pártons na região de pequeno momentum, levando a um crescimento ilimitado das distribuições partônicas para x -+ O. Assim, é esperado que o crescimento da densidade de pártons leve a interação e recombinação destas partículas, dando origem a termos não lineares nas equações de evolução. O resultado seria um processo de saturação das distribuições de pártons na região de alta energia e pequena fração de momentum. Os efeitos que dão origem à redução do crescimento das distribuições de quarks e glúons em relação a evolução linear são chamados genericamente de efeitos de sombreamento. Um dos aspectos fenomenológicosinteressantes a ser investigado no regime cinemático abordado acima é o processo Drell-Yan de alta energia, o qual consiste em processos de espalhamento pp, pA e AA com a produção de pares de léptons. Com o advento dos novos aceleradores, novos resultados experimentais estarão disponíveis na literatura relacionados com este processo. Em nosso trabalho investigamos os efeitos das correções de unitariedade em processos pp, bem como os efeitos devido a presença do meio nuclear em colisõespA e AA, nas distribuições de quarks e glúons, para a descrição da seção de choque diferencial para o processo Drell-Yan em colisõespp, pA e AA, para energias existentes nos novos aceleradores RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) e LHC (Large Ion Collider). Os efeitos de alta densidade são baseados no formalismo de Glauber-Mueller. Os resultados aqui apresentados mostram que os efeitos de alta densidade nas distribuições partônicas são importantes para altas energias, pois a descrição da seção de choque para o processo Drell-Yan, quando os efeitos de alta densidade são considerados, apresenta significativas diferenças da descrição onde não considera-se tais efeitos.

Z gamma production and limits on anomalous ZZ gamma and Z gamma gamma couplings in pp collisions at root s=1.96 TeV

We present a study of eey and mu mu gamma events using 1109 (1009) pb-(1) of data in the electron (muon) channel, respectively. These data were collected with the DO detector at the Fermilab Tevatron pp collider at Is = 1.96 TeV. Having observed 453 (515) candidates in the eey (jtAy) final state, we measure the Z gamma production cross section for a photon with transverse energy ET > 7 GeV, separation between the photon and leptons Delta Rey > 0.7, and invariant mass of the di-lepton pair Mee > 30 GeV/(2)(c), to be 4.96 0.30(stat. + syst.) zE 0.30(lumi.) pb, in agreement with the Standard Model prediction of 4.74 0.22 pb. This is the most precise Zy cross section measurement at a hadron collider. We set limits on anomalous trilinear Zyy and ZZy gauge boson couplings of -0.085 < h(30)(y) < 0.084, -0.0053 < h(40)(y) < 0.0054 and -0.083 < h(30)(Z) < 0.082, 30 40 30 -0.0053 < h(40)(Z) < 0.0054 at the 95% C.L. for the form-factor scale A = 1.2 TeV. 40 Published by Elsevier B.V.

Measurement of Z/gamma* plus jet plus X angular distributions in p(p)over-bar collisions at root s=1.96 TeV

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Measurement of the normalized Z/gamma* -> mu(+)mu(-) transverse momentum distribution in p(p)over-bar collisions at root s=1.96 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Determination of the strong coupling constant from the inclusive jet cross section in pp collisions at s=1.96 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Evidence of WW and WZ Production with lepton plus jets Final States in pp Collisions at root s=1.96 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Z gamma production and limits on anomalous ZZ gamma and Z gamma gamma couplings in pp collisions at root s=1.96 TeV

We present a study of eeγ and μμγ events using 1109 (1009) pb-1 of data in the electron (muon) channel, respectively. These data were collected with the DØ detector at the Fermilab Tevatron p over(p, ̄) collider at sqrt(s) = 1.96   TeV. Having observed 453 (515) candidates in the eeγ (μμγ) final state, we measure the Zγ production cross section for a photon with transverse energy ET > 7   GeV, separation between the photon and leptons Δ Rℓ γ > 0.7, and invariant mass of the di-lepton pair Mℓ ℓ > 30   GeV / c2, to be 4.96 ± 0.30 (stat . + syst .) ± 0.30 (lumi .)   pb, in agreement with the Standard Model prediction of 4.74 ± 0.22   pb. This is the most precise Zγ cross section measurement at a hadron collider. We set limits on anomalous trilinear Zγγ and ZZγ gauge boson couplings of - 0.085 < h30 γ < 0.084, - 0.0053 < h40 γ < 0.0054 and - 0.083 < h30 Z < 0.082, - 0.0053 < h40 Z < 0.0054 at the 95% C.L. for the form-factor scale Λ = 1.2   TeV.

Forward-backward asymmetry of Drell-Yan lepton pairs in pp collisions at s=7TeV

A measurement of the forward-backward asymmetry (AFB) of Drell-Yan lepton pairs in pp collisions at s=7TeV is presented. The data sample, collected with the CMS detector, corresponds to an integrated luminosity of 5fb-1. The asymmetry is measured as a function of dilepton mass and rapidity in the dielectron and dimuon channels. Combined results from the two channels are presented, and are compared with the standard model predictions. The AFB measurement in the dimuon channel and the combination of the two channels are the first such results obtained at a hadron collider. The measured asymmetries are consistent with the standard model predictions. © 2012 CERN.

Search for a new bottomonium state decaying to Upsilon(1S)pi(+)pi(-) in pp collisions at root s=8 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Forward-backward asymmetry of Drell-Yan lepton pairs in pp collisions at root s=7 TeV

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Studio della distribuzione del segnale misurato dal rivelatore a tempo di volo (tof) di alice e di nuovi algoritmi per la sua ottimizzazione

Questa tesi si propone di investigare l'origine di effetti non gaussiani nella distribuzione del segnale del rivelatore Time of Flight (TOF) dell'esperimento A Large Ion Collider Experiment (ALICE). Con la presa dati iniziata nel 2009 si è infatti osservata un'asimmetria nel segnale la cui origine è ancora oggetto di studio. L'analisi svolta mostra come essa sia dovuta a motivi strumentali piuttosto che fenomenologici e permette quindi di correggere in parte questa anomalia migliorando la risoluzione del rivelatore. ALICE è uno dei quattro esperimenti allestiti lungo l'anello del LHC e ha come obiettivo principale verificare l'esistenza di prove sperimentali che confermino l'esistenza di un nuovo stadio della materia, il cosiddetto Quark Gluon Plasma (QGP). Secondo la Cromodinamica Quantistica (QCD), la teoria che descrive l'interazione forte, caratteristica fondamentale di quark e gluoni è il loro confinamento all'interno di adroni. Studi recenti nell'ambito della QCD non-perturbativa hanno tuttavia dimostrato che in condizioni estreme di densità di materia adronica e temperatura sarebbe possibile un'inversione di tendenza nell'andamento della costante di accoppiamento forte. Le condizioni necessarie alla formazione del QGP sono ben riproducibili nelle collisioni ad energie ultrarelativistiche tra ioni pesanti, come quelle che sono state prodotte a LHC negli ultimi due anni, fra ioni di piombo con energie del centro di massa pari a 2.76 TeV per coppia di nucleoni. L'esperimento ALICE si propone di studiarne i prodotti e poiché la molteplicità di particelle che si generano nell'urto e considerevole, e necessario un sistema di rivelazione che permetta l'identificazione di particelle cariche su un grande angolo solido e in un ampio intervallo di impulsi. Il TOF, utilizzando un particolare rivelatore a gas detto Multigap Resistive Plate Chamber (MRPC), svolge brillantemente questo compito permettendo di raggiungere una risoluzione temporale inferiore ai 100 ps.

Ottimizzazione della selezione del decadimento D0->K+K- e D0->pi+pi- ad LHCb mediante un'analisi multivariata

L'esperimento LHCb è stato progettato per eseguire misure di altissima precisione nel settore della fisica dei quark pesanti al Large Hadron Collidere del CERN. Sfruttando l'alta sezione d'urto di produzione di charm nelle interazioni protone-protone ad LHC e utilizzando la statistica raccolta durante il RUN-1, corrispondente ad una luminosità integrata di 3 fb{-1}, l'esperimento LHCb ha realizzato le misure più precise al mondo in questo settore. In particolare i decadimenti del mesone D0 in due corpi carichi senza leptoni nello stato finale hanno permesso di realizzare misure di violazione di CP} che raggiungono precisioni inferiori al 0.1 %. Da pochi mesi LHCb ha iniziato la seconda fase di presa dati, chiamata RUN-2, raccogliendo dati dalle interazioni protone-protone ad una energia nel centro di massa di sqrt{s}=13 TeV, superiore a quella del RUN-1. Le misure attuali di violazione di CP nel settore del charm, sono consistenti con l'ipotesi di non violazione. Il Modello Standard, pur con grandi incertezze teoriche, prevede una violazione di CP molto piccola, pertanto per verificare o meno l'esistenza di taleviolazione, sarà necessario sfruttare al massimo la statistica che verrà raccolta durante il RUN-2, ottimizzando gli algoritmi di selezione dei canali di interesse. In questa tesi verrà presentata uno studio preliminare che ha lo scopo di ottimizzare, mediante una tecnica di analisi multivariata, la selezione dei decadimenti D^*pm-> D0(K+K-)pi_s^pm e D^*pm}-> D0(pi+pi-)pi_s^pm} in previsione della prossima presa dati.