Studie zur elektronischen Kalibration der Flüssig-Argon-Kalorimeter und zur Entdeckung unsichtbar zerfallender Higgs-Bosonen im ATLAS-Experiment

At the LHC in Geneva the ATLAS experiment will start at 2007. The present work studies methods of the calibration of the liquid argon calorimeters and show the potential for the invisible decaying higgs-boson searches at the ATLAS experiment. Two calibration methods were studied and tested. Both fu...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Schroff, Dietrich
Lenguaje:ger
Publicado: 2018
Materias:
Detectors and Experimental Techniques
Particle Physics - Experiment
Acceso en línea:http://cds.cern.ch/record/2623953
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author Schroff, Dietrich
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description At the LHC in Geneva the ATLAS experiment will start at 2007. The present work studies methods of the calibration of the liquid argon calorimeters and show the potential for the invisible decaying higgs-boson searches at the ATLAS experiment. Two calibration methods were studied and tested. Both fullfill the requirements for noise dependency and uniformity. In addition a test beam analysis were performed. The analysis of the invisible decaying higgs-boson were performed in the ttH and gluon-fusion channels. The gluon fusion channel is hopeless, but the ttH can contribute to the discovery potential. The results were combined with the VBF analysis and interpreted in the Phion-model and SUSY.
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institution Organización Europea para la Investigación Nuclear
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spelling oai-inspirehep.net-16766602019-09-30T06:29:59Zhttp://cds.cern.ch/record/2623953gerSchroff, DietrichStudie zur elektronischen Kalibration der Flüssig-Argon-Kalorimeter und zur Entdeckung unsichtbar zerfallender Higgs-Bosonen im ATLAS-ExperimentDetectors and Experimental TechniquesParticle Physics - ExperimentAt the LHC in Geneva the ATLAS experiment will start at 2007. The present work studies methods of the calibration of the liquid argon calorimeters and show the potential for the invisible decaying higgs-boson searches at the ATLAS experiment. Two calibration methods were studied and tested. Both fullfill the requirements for noise dependency and uniformity. In addition a test beam analysis were performed. The analysis of the invisible decaying higgs-boson were performed in the ttH and gluon-fusion channels. The gluon fusion channel is hopeless, but the ttH can contribute to the discovery potential. The results were combined with the VBF analysis and interpreted in the Phion-model and SUSY.Im Jahr 2007 soll am LHC am CERN in Genf das ATLAS-Experiment seinen Betrieb aufnehmen. Derzeit befindet sich der Detektor im Aufbau. Die vorliegende Arbeit untersucht Methoden zur Kalibration der Flüssig-Argon-Kalorimeter des ATLAS-Experiments und zeigt das Potential für die Suche nach unsichtbar zerfallenden Higgs-Bosonen im ATLAS-Experiment auf. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde die Methode `free fit' zur elektronischen Kalibration der Flüssig-Argon-Kalorimeter des ATLAS-Experiments entwickelt. Diese wurde zusammen mit der Standardkalibrationsmethode `Numrec' getestet. Beide Methoden ermöglichen es, die Form und die Höhe eines Teilchensignals nach Durchgang durch die Auslesekette im hadronischen Endkappenkalorimeter vorherzusagen. Mit der Methode 'free fit' steht damit eine zweite unabhängige Kalibrationsmethode zur Verfügung, die zur Überprüfung der Standardmethode verwendet werden kann. Für die Methode 'NumRec' wurde gezeigt, daß der Einfluß des Rauschens vernachlässigbar ist und die Anforderungen an Kabel und Pulsgeneratoren, die die Kalibrationssignale zur Verfügung stellen, erfüllt werden. Damit steht eine schnelle zuverlässige Methode zur Verfügung. Die zweite, unabhängige Kalibrationsmethode 'free fit' erfüllt ebenfalls die Anforderungen an die Kalibration. Diese ist aber aus Geschwindigkeitsgründen nur zur Überprüfung der ersten Methode einsetzbar. Jedoch kann aus dem Test des Parametertransfers der Methode 'free fit' auch für die Methode 'NumRec' geschlossen werden, daß eine Vorhersage der Parameter im Rahmen der Anforderungen möglich ist. Zusätzlich wurde eine Teststrahl-Datenanalyse durchgeführt, beide Kalibrationen auf diese Daten angewendet und jeweils die Auflösungen bestimmt. Im zweiten Teil der Arbeit wurden zwei Studien zur Entdeckung unsichtbar zerfallender Higgs-Bosonen im ATLAS-Experiment durchgeführt. Dabei wurde der Produktionskanal ttbar H sowie der Gluon-Fusions-Kanal mit assoziiertem Jet untersucht. Durch die Kombination des vollhadronischen $\ttbar H$-Endzustands und des semileptonischen ttbar H-Endzustands können unsichtbar zerfallende Higgs-Bosonen mit Massen $120 GeV/c^2Die Analyse des Gluon-Fusions-Kanals mit assoziiertem Jet kann aufgrund der hohen Wirkungsquerschnitte der Untergrundprozesse Zj und Wj nicht zur Suche von unsichtbar zerfallenden Higgs-Bosonen beitragen. Die erstellte $\ttbar H$-Analyse wurde mit bereits existierenden Suchen nach unsichtbar zerfallenden Higgs-Bosonen im ATLAS-Experiment kombiniert, um sowohl Ausschlußgrenzen zu bestimmen als auch Parameterbereiche einzugrenzen, in denen eine Higgs-Boson-Entdeckung mit einer Signifikanz von 3sigma möglich ist. Die Ergebnisse aus bereits existierenden Analysen und die Ergebnisse dieser Arbeit wurden im Rahmen des Phion-Modells interpretiert. Durch die Kombination der Analysen im ttbar H-Kanal und VBF-Kanal konnte gezeigt werden, daß das Phion-Modell mit dem ATLAS-Experiment bei einer integrierten Luminosität von 30fb-1 auf 3sigma-Niveau ausgeschlossen werden kann, falls die Obergrenze des Gültigkeitsbereich zwischen Lambda=10^3 GeV der Planck-Skala liegt. Gültigkeit sowohl bis zur Planck-Skala als bis zu einer Skala von Lambda=10^3 GeV mit dem ATLAS-Experiment bei einer integrierten Luminosität von 30 fb-1 auf 3sigma-Niveau ausgeschlossen werden kann. Sollte dieses Modell in der Natur realisiert sein, müssen die Analysen unabhängig den Nachweis eines unsichtbar zerfallenden Higgs-Bosons erbringen. Ein unsichtbar zerfallendes Higgs-Boson kann für den Gültigkeitsbereich bis zur Planck-Skala mit einer integrierten Luminosität von 300 fb^-1 mit 3sigma-Konfidenzniveau entdeckt werden.CERN-THESIS-2004-105oai:inspirehep.net:16766602018-06-13T04:11:37Z
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