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Ultimo aggiornamento 2 nov 2017
Autore
Giovanni Mocellin
Sesso M
Esperimento CMS
Tipo Laurea Magistrale
Destinazione dopo il cons. del titolo Dottorato (estero)
Università Universita' Di Padova
Strutt.INFN/Ente
Padova
Titolo Heavy Stable Charged Particles at LHC with the CMS detector: search and results for a trigger implementation
Abstract Particelle “Long Lived” sono contenute in molte teorie oltre il Modello Standard comprendenti i modelli supersimmetrici, “universal extra dimension” o “modelli Tecnicolor” [1]. Se la vita media è sufficientemente lunga, le particelle possono entrare nei rivelatori ed attraversarli prima di decadere. Per questo nella ricerca di particelle “long-lived” sono utilizzate strategie molto diverse paragonate alle ricerche convenzionali usate nelle ricerche di particelle SM leggere: se la nuova particella interagisce non solo attraverso iterazione debole, la particella stessa può essere ricostruita, ad esempio come un muone, e non solo identificata dalla ricostruzione dei prodotti del suo decadimento. Una caratteristica specifica delle particelle pesanti, con masse dal centinaio di GeV a oltre il TeV, è il loro β ≡ v c < 1 e la loro maggiore perdita di energia per ionizzazione. La tesi si inserisce nella ricerca dell’identificazione di tali particelle pesanti nell’esperimento CMS dell’acceleratore LHC del CERN. Finora la ricerca, sia in CMS che nell’esperimento ATLAS, non ha identificato candidati Long-Lived, essendo i dati compatibili con il fondo previsto, ma ha posto limiti al valore della sezione d’urto di produzione di long-lived gluinos, top squarks, tau sleptons e fermioni Long- Lived lepton-like. Tali limiti superiori nella sezione d’urto corrispondono a limiti inferiori di esclusione in massa: per esempio nell’esperimento CMS, con la luminosità integrata di 2.5 fb-1 raccolta fino al 2015, il valore inferiore di esclusione per i gluinos arriva a 1610 GeV [2]. Nell’esperimento CMS [3] la misura del ß è ottenuta sia con la misura della ionizzazione nel rivelatore centrale che con la misura del tempo di volo nelle varie parti del sistema di rivelatori dei muoni, tutti sistemi a gas [4][5]. All’aumentare del valore del limite inferiore escluso, le possibili masse risultano più elevate, producendo distribuzioni a basso η, andando a coinvolgere maggiormente la zona del barile di CMS con le camere a deriva DT (Drift Tubes). Inoltre, all’aumentare della massa, il ß di tali particelle ha distribuzioni che si allontano dal ß unitario di particelle leggere SM. Poiché il sistema di identificazione delle interazioni con muoni [6], trigger dei μ di livello 1, si basa sulla sincronizzazione di tutto il rivelatore con particelle SM relativistiche, aventi ß=1, per ß<0.5 tale sistema di trigger risulta completamente inefficiente. Una parte della tesi è dedicata alla ricerca e alla definizione di un nuovo trigger di “muoni” a livello 1 con le camere DT efficiente anche per particelle a basso ß, quali le HSCP, senza ridurre le prestazioni del trigger delle particelle a ß=1. Si è già identificato e studiato un possibile trigger su un campione simulato di HSCP e se ne è quantificato sia il miglioramento in efficienza per particelle con ß<1, sia l’effetto su particelle a ß=1. Esso prende in considerazione topologie temporali della traccia rivelata a varie distanze dal vertice per le quali si abbia grande probabilità di identificare HSCP. Nella zona a |η|<0.9, le tracce attraversano 4 stazioni di camere DT, separate l’una dall’altra dagli strati di ferro del giogo per il campo magnetico del rivelatore. Il trigger dei muoni si basa sull’identificazione in almeno due delle quattro stazioni di un trigger locale relativo allo stesso BX (Bunch Crossing, cioè i 25 ns che intercorrono tra due interazioni pp successive), e ne misura il momento trasverso dalla variazione di direzione tra una stazione e la seguente nell’ipotesi che la traccia provenga dal vertice. Con il nuovo trigger vengono selezionate le tracce per le quali il sistema di trigger locale nella prima stazione, la meno lontana dal vertice dell’interazione pp, sia nella corretta unità temporale di possibile interazione pp (Bunch Crossing, BX=0), mentre nelle stazioni successive, più lontane dall’interazione pp, i trigger siano a tempi a BX>0; si agisce quindi in modo tale da riportare tutte le stazioni ad avere risposto apparentemente al BX=0. Dopo la fase di studio e progettazione, si sta ora implementando tale trigger, chiamato 2BXs, nel software di simulazione in CMSSW e si cercherà nei prossimi mesi di realizzare un prototipo nel sistema in funzione a CMS.
Anno iscrizione 2016
Data conseguimento 26 set 2017
Luogo conseguimento Dip. Fisica e Astronomia di Padova
Relatore/i
Prof. Anna Teresa Meneguzzo   
File PDF
Tesi magistrale - Giovanni Mocellin.pdf
File PS