Fully hadronic ttbar cross section measurement with ATLAS detector

The top quark pair production cross section in the fully hadronic final state is characterized by a six jet topology, two of which could be identified as originating from a b-quark using ATLAS b-tagging algorithms. Compared to other decay channels, this final state presents an advantageous larger branching ratio; on the other hand it suffers from a very large QCD multi-jet background, generally difficult to estimate from Monte Carlo simulation and therefore evaluated using data-driven techniques. The analysis is performed using 36pb-1 of pp collisions produced at the LHC with a center-of-mass energy of 7 TeV. The observed upper limit is set at 261 pb at 95% confidence level, where the expected Standard Model cross-section for the ttbar process is 165+11-16 pb. In the future, when the LHC luminosity increases, it is essential, to efficiently trigger on these fully hadronic ttbar events, to use dedicated triggers. An overview of the analysis for ttbar production cross section measurement in the fully hadronic final state and the state-of-the-art of the b-jet trigger performance estimation are presented in this contribution.Comment: 3 pages, PDFLATEX, 4 pdf figures, conference proceedings for PIC201

Studi Calorimetrici per la modellizzazione degli eventi di Minimum Bias con il rivelatore ATLAS al CERN

ATLAS è uno dei quattro esperimenti posti lungo l’anello dell’acceleratore adronico LHC in funzione dal dicembre del 2009 presso il laboratorio di Ginevra CERN. LHC è un acceleratore progettato per produrre collisioni protone-protone ad energie del centro di massa pari a 14 TeV. Tale energia permetterà di indagare un ampio spettro della fisica, passando da verifiche del modello standard, come la scoperta del bosone di Higgs, fino alle ricerche di conferme sperimentali per teorie più moderne come le SuperSimmetrie. La ricerca del bosone di Higgs, come la maggior parte delle ricerche di nuove particelle, risulta molto difficile. Il segnale che identifica tale particella è nascosto dal segnale di eventi di fondo. La principale fonte di background è rappresentata dalla produzione di jet in QCD. Mentre la produzione di jet viene ben descritta per energie elevate dalla QCD, nel regime di basse energie la generazione di eventi è affidata a modelli fenomenologici che sono verificati e parametrizzati per descrivere i dati sperimentali. Uno dei punti fondamentali risulta, quindi, l’analisi degli eventi di Minimum Bias, per aiutare la modellizzazione di tali processi da parte dei generatori MonteCarlo. Normalmente le informazioni necessarie per tale descrizione venivano acquisite dal tracciatore. Questo rivelatore risulta adatto allo studio del MB data la grande sensibilità che presenta nella rilevazione di particelle con basso impulso trasverso, ma d’altro canto va considerato che è completamente cieco alle particelle neutre e a tutte le particelle prodotte nelle regioni in avanti, che sono fuori dall’accettanza di questo rivelatore. Lo studio svolto in questo lavoro di tesi si prefigge l’obiettivo di capire se le informazioni che provengono dal sistema calorimetrico possano contribuire alla caratterizzazione del MB. La tesi è divisa in due parti. La prima parte si focalizza sullo studio degli eventi prodotti da due generatori MonteCarlo, PYTHIA e PHOJET. In questo passo sono state comparate varie distribuzioni sia a livello di “verità” , cioè senza tenere conto della simulazione della risposta del rivelatore, che a livello di ricostruzione; si è cercato di capire se le differenze esistenti tra i generatori fossero osservabili anche a livello di ricostruzione. Nello studio della “verità” è stata effettuata una distinzione tra particelle cariche e quelle neutre; su tali campioni sono stati effettuati set di tagli differenti con lo scopo di riprodurre le caratteristiche dei rivelatori interessati. A livello di ricostruzione sono state analizzate le tracce e i depositi calorimetrici. Per questi ultimi si è studiato l’effetto della applicazione di algoritmi di correzione per la non compensazione dei calorimetri. Lo studio svolto si basa su distribuzioni base, come la molteplicità delle tracce o dei topocluster, lo spettro dell’impulso trasverso e la topologia azimutale degli eventi. Nella seconda parte della tesi è mostrato il confronto tra i dati, acquisiti durante il mese di Dicembre del 2009, ed il MC ad energie del centro di massa di 900 GeV. In questa parte si segue la falsa riga dell’analisi delineata nella prima parte focalizzandosi in modo particolare sullo studio dei depositi calorimetri alla scala elettormagnetica. I primi risultati ottenuti dal confronto dati/MC indicano che la regione centrale mostra una piccola discrepanza mentre nelle regioni più in avanti le differenze tra dati e MC aumentano. Va sottolineato che questa è la prima volta che tale regione viene indagata con questo tipo di analisi. La prossima fase dell’analisi sarà dedicata a capire meglio se le differenze evidenziate tra Dati e MC sono dovute a problemi del rivelatore od ad una effettiva errata modellizzazione della parte soffice dell’interazione. La nuova statistica, fornita dall’attuale periodo di acquisizione dati con collisioni pp ad energia del centro di massa pari a 7 TeV , permetterà di indagare in modo più accurato le problematiche riscontrante in modo da chiarire la natura e l’entità degli stessi

Microchannel cooling for the LHCb VELO Upgrade I

The LHCb VELO Upgrade I, currently being installed for the 2022 start of LHC Run 3, uses silicon microchannel coolers with internally circulating bi-phase \cotwo for thermal control of hybrid pixel modules operating in vacuum. This is the largest scale application of this technology to date. Production of the microchannel coolers was completed in July 2019 and the assembly into cooling structures was completed in September 2021. This paper describes the R\&D path supporting the microchannel production and assembly and the motivation for the design choices. The microchannel coolers have excellent thermal peformance, low and uniform mass, no thermal expansion mismatch with the ASICs and are radiation hard. The fluidic and thermal performance is presented.Comment: 31 pages, 27 figure

Search for dark matter produced in association with bottom or top quarks in √s = 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector

A search for weakly interacting massive particle dark matter produced in association with bottom or top quarks is presented. Final states containing third-generation quarks and miss- ing transverse momentum are considered. The analysis uses 36.1 fb−1 of proton–proton collision data recorded by the ATLAS experiment at √s = 13 TeV in 2015 and 2016. No significant excess of events above the estimated backgrounds is observed. The results are in- terpreted in the framework of simplified models of spin-0 dark-matter mediators. For colour- neutral spin-0 mediators produced in association with top quarks and decaying into a pair of dark-matter particles, mediator masses below 50 GeV are excluded assuming a dark-matter candidate mass of 1 GeV and unitary couplings. For scalar and pseudoscalar mediators produced in association with bottom quarks, the search sets limits on the production cross- section of 300 times the predicted rate for mediators with masses between 10 and 50 GeV and assuming a dark-matter mass of 1 GeV and unitary coupling. Constraints on colour- charged scalar simplified models are also presented. Assuming a dark-matter particle mass of 35 GeV, mediator particles with mass below 1.1 TeV are excluded for couplings yielding a dark-matter relic density consistent with measurements