Controllo della misura della luminosità con il canale Z -> mu+mu- in ATLAS

La misura della sezione d'urto di processi fisici prodotti negli urti fra protoni ad LHC è uno dei settori più importanti della ricerca in corso, sia per verificare le predizioni del Modello Standard, che per la ricerca di nuova fisica. La precisione necessaria per distinguere fenomeni standard e non, richiede un ottimo controllo delle incertezze sistematiche. Fra le sorgenti di errore sistematico, di particolare importanza sono quelle sulla misura della luminosità, che rappresenta il fattore di normalizzazione necessario per la misura di qualsiasi sezione d'urto. Ogni esperimento che si proponga misure di questo genere è quindi dotato di monitor di luminosità dedicati. In questa tesi sono presentate le tecniche di misura della luminosità ad ATLAS utilizzando i rivelatori dedicati e le problematiche incontrate nel corso della presa dati del 2012, sia per quanto riguarda la loro procedura di calibrazione assoluta, che per la loro stabilità in funzione del tempo e linearità di risposta, e vengono fornite le incertezze sistematiche dipendenti dal loro confronto. Per meglio comprendere tali risultati, si è studiato il canale di produzione del bosone Z nelle interazioni protone-protone, all'energia nel centro di massa s = √8 TeV mediante il suo decadimento in due muoni, utilizzando i dati acquisiti nel corso del 2012 Nel primo capitolo vengono definiti i concetti di luminosità istantanea ed integrata, sia dalla prospettiva del collider che le fornisce, che dal punto di vista delle analisi di fisica, quale quella svolta in questa tesi. Nel secondo capitolo viene descritto l'insieme dei rivelatori utilizzati da ATLAS per la misura della luminosità e i risultati ottenuti mediante il loro confronto in termini di incertezze sistematiche. Nel terzo capitolo viene infine presentata la misura della sezione d'urto di produzione del bosone Z e l'utilizzo di tale misura per il controllo della stabilità nel tempo e della linearità della misura sperimentale della luminosità.

Holographic renormalization for z = 2 Lifshitz spacetimes from AdS

Lifshitz spacetimes with the critical exponent z = 2 can be obtained by the dimensional reduction of Schrödinger spacetimes with the critical exponent z = 0. The latter spacetimes are asymptotically AdS solutions of AdS gravity coupled to an axion–dilaton system and can be uplifted to solutions of type IIB supergravity. This basic observation is used to perform holographic renormalization for four-dimensional asymptotically z = 2 locally Lifshitz spacetimes by the Scherk–Schwarz dimensional reduction of the corresponding problem of holographic renormalization for five-dimensional asymptotically locally AdS spacetimes coupled to an axion–dilaton system. We can thus define and characterize a four-dimensional asymptotically locally z = 2 Lifshitz spacetime in terms of five-dimensional AdS boundary data. In this setup the four-dimensional structure of the Fefferman–Graham expansion and the structure of the counterterm action, including the scale anomaly, will be discussed. We find that for asymptotically locally z = 2 Lifshitz spacetimes obtained in this way, there are two anomalies each with their own associated nonzero central charge. Both anomalies follow from the Scherk–Schwarz dimensional reduction of the five-dimensional conformal anomaly of AdS gravity coupled to an axion–dilaton system. Together, they make up an action that is of the Horava–Lifshitz type with a nonzero potential term for z = 2 conformal gravity.