Measurement of W and Z pair production and search for WZ resonances at the large hadron collider

doctoral thesis

• Title (croatian): Mjerenje produkcije parova W i Z bozona i potraga za njihovim rezonancijama na velikom hadronskom sudarivaču
• Author: Srećko Morović
• Mentor: Vuko Brigljević (mentor)
• Committee member: Krešo Kadija (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Vuko Brigljević (član povjerenstva)
• Committee member: Tulika Bose (član povjerenstva); strani drzavljanin: Nije dostupno
• Committee member: Krešimir Kumerički (član povjerenstva)
• Committee member: Tatjana Šuša (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2013-10-21, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics
• Universal decimal classification (UDC): 53 - Physics

Abstract

This thesis presents a study of WZ production in proton proton collisions at a center of mass energy of 7 TeV. The measurements are based on data recorded by the CMS experiment at the Large Hadron Collider, corresponding to an integrated luminosity of approximately 5 fb-1. The electron and muon decay channels of theW and Z bosons are used. A measurement of the inclusive cross section of the pp → WZ + X process is performed, restricted to the phase space for which the Z boson mass lies in the interval [71.18,111.18] GeV. The measurement result is compatible with the Standard model predictions. A search for exotic heavy resonances decaying to WZ is also presented. No significant excess above the expected SM background is found. New upper bounds at 95% confidence level are therefore set on the production cross section of the W’ boson described by the sequential standard model, and lower bounds on W’ bosons masses are set. Limits are also set on the production cross section and mass of the pTC techni-hadron in the context of low-scale Technicolor models.

Abstract (croatian)

Kao fundamentalna teorija čestičnih interakcija, Standardni model do sada je bio potvrđivan u mnogim eksperimentima fizike čestica s velikom preciznošću. Stoga se može tvrditi da je ta teorija točan opis čestičnih interakcija na do sada ispitanim skalama energije. S druge strane, mnoga opažanja, posebno astrofizička i kozmološka, detektirala su pojave koje se ne mogu objasniti unutar Standardnog modela. I sama gravitacija do sada nije bila uspješno integrirana u model. Također, nije razjašnjeno porijeklo tamne materije za koju unutar Standardnog modela ne postoje prikladni čestični kandidati, kao ni uzrok asimetrije materije i antimaterije u svemiru. Neka od centralnih predviđanja Standardnog modela, kao što je postojanje Higgsova bozona, do nedavno nisu bila eksperimentalno potvrđena. Veliki hadronski sudarivač (LHC od eng. Large Hadron Collider) primarno je sagrađen da bi se pronašla ta zadnja karika modela. No LHC-ova je namjena također, osim provjere valjanosti Standardnog modela, i provjera velikog broja teorijskih predviđanja fizike izvan Standardnog modela na TeV-skoj skali. Modovi produkcije više baždarnih bozona precizno su predviđeni unutar Standardnog modela. Stoga je za potvrdu Standardnog modela izuzetno važno izmjeriti njihov udarni presjek na LHC energijama. Posebno je zanimljivo mjerenje jačine međusobnih vezanja baždarnih bozona jer ona mogu biti osjetljiva na doprinose fizike izvan Standardnog modela čak i ako se ona izravno manifestira tek na višoj skali energije, izvan dosega LHC-a. Uz to, moguće je vršiti i izravne potrage za teškim rezonancijama koje se raspadaju u dibozonska konačna stanja. U ovom radu predstavljena su dva važna rezultata mjerenja protonskih sudara CMS detektorom na LHC-u na energiji sustava centra mase √s = 7 TeV-a. Izmjeren je udarni presjek produkcije parova W i Z bozona čije je postojanje predviđeno unutar Standardnog modela. Također su prezentirani rezultati potrage za teškim rezonancijama, predviđenim unutar Tehnikolor modela i Sekvencijalnog standardnog modela, koje se raspadaju u WZ par te su postavljena ograničenja na predviđanja tih modela.

• Keywords: standard model; electroweak physics; triple gauge coupling; tgc; wz; sequential standard model; technicolor; large hadron collider; lhc; compact muon solenoid; cms
• Keywords (croatian): standardni model; wz; wz rezonancija; CMS detektor; veliki hadronski sudarivač; lhc
• Language: english
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:680803
• Study programme: Title: Physics; Study programme type: university; Study level: postgraduate; Academic / professional title: doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika (doktor/doktorica znanosti, područje prirodnih znanosti, polje fizika)
• Type of resource: Text
• Extent: 200 str.
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2017-08-23 09:51:42