Search for resonances produced in association with or decaying to a Z boson at large transverse momentum with the ATLAS detector at the LHC
Creators
- Han, Kunlin
- Universite Paris-Saclay, Ecole doctorale no. 576 - Particules, hadrons, energie et noyau - instrumentation, imagerie, cosmos et simulation - Pheniics, Gif-sur-Yvette (France)
- Faculte des sciences d'Orsay, Laboratoire de Physique des deux Infinis Irene Joliot-Curie - IJCLab, Orsay (France)
- University of science and technology of China - USTC, State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics, Hefei (China)
Description
This dissertation presents a generic search for resonances performed with Z boson events decaying to ee and μμ at the transverse moment greater than 100 GeV using proton-proton collisions data collected with the ATLAS detector, corresponding to an integrated luminosity of 139 fb-1 with a center-of-mass energy of 13 TeV. The search aims for resonances produced in association with a Z boson and thus appearing as a recoil (X) of the Z boson or be an intermediate state (Y) decaying to a Z boson and the Standard Model particles or another resonance X. The requirement of transverse moment helps suppress the Standard Model background and enhance the sensitivity of the search. Six independent event categories are defined to be sensitive to different resonances decaying in different final states. The observables used for the search are the invariant mass of visible objects in the recoil system and the full final state. The invariant mass distributions in all six event categories and their combined one are examined for local excesses above a data-driven estimate of the Standard Model background. Large mass range for mass values down to 200 GeV and up to around 6 TeV can be studied depending on the mass spectra and categories. No significant excess is observed in any mass spectrum and event category considered. Upper exclusion limits on cross-section times branching ratio times acceptance are derived at 95% confidence level in a model-independent way for Gaussian-shaped signals with three different relative width values of 3%, 5%, and 10%. (author)
Abstract (French)
Cette these presente une recherche generique de resonances realisee avec les evenements du boson Z se desintegrant en ee et μμ au moment transverse superieur a 100 GeV en utilisant les donnees correspondant a une luminosite integree de 139 fb-1 collectees avec le detecteur ATLAS dans les collisions pp a une energie dans le centre de masse de 13 TeV au LHC. La recherche vise des resonances produites en association avec un boson Z et apparaissant ainsi comme un recul (X) du boson Z ou etre un etat intermediaire (Y) se desintegrant en un boson Z et les particules du modele standard ou une autre resonance X. La selection de moment transverse permet de reduire le bruit de fond du modele standard et d'ameliorer la sensibilite de la recherche. Six categories d'evenements independantes sont definies pour etre sensibles a differentes resonances se desintegrant dans differents etats finals. Les observables utilisees pour la recherche sont la masse invariante d'objets visibles dans le systeme de recul et celle de l'etat final complet. Les distributions de masse dans les six categories d'evenements ainsi que leur combinee sont examinees pour les exces au-dessus d'une estimation du bruit de fond du modele standard basee sur les donnees. Large plage de masse pour valeurs de masse de 200 GeV et jusqu'a environ 6 TeV peut etre etudiee en fonction des spectres de masse et des categories. Aucun exces significatif n'est observe dans les spectres de masse et les categories d'evenements consideres. Les limites superieures d'exclusion sur la section efficace multipliee par le rapport de branchement multiplie par l'acceptance sont obtenues a un niveau de confiance de 95% d'une maniere independante du modele pour les signaux de forme Gaussienne avec trois valeurs de largeur relative de 3%, 5 % et 10%. (auteur)
Files
Additional details
Additional titles
- Original title (English)
- Recherche de resonances produites en association avec ou se desintegrant en un boson Z a grand moment transverse avec le detecteur ATLAS au LHC
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 164 p.
- Report number
- FRNC-TH--13390
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 53106850
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ATLAS DETECTOR; DATA ANALYSIS; PARTICLE PRODUCTION; RESONANCE PARTICLES; TEV RANGE 01-10; TEV RANGE 10-100; WEAK PARTICLE DECAY; Z NEUTRAL BOSONS
- Descriptors DEC
- BOSONS; DATA PROCESSING; DECAY; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; HADRONS; INTERMEDIATE BOSONS; INTERMEDIATE VECTOR BOSONS; MEASURING INSTRUMENTS; PARTICLE DECAY; PROCESSING; RADIATION DETECTORS; TEV RANGE
Optional Information
- Notes
- 155 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses