Estudo da identificação de $tau$ no processo z $rightarrow$ $tau$ $tau$ em colisões próton-próton à $sqrt s$ = 13 TeV no experimento ATLAS

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Azevedo, Rafael Macedo de Vasconcelos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: $\\mathcal{Z}$ boson; $\\tau$ leptons; análise colunar.; ATLAS; bóson $\\mathcal{Z}$; columnar analysis.; léptons $\\tau$
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-09092024-113144/

A física de partículas é um dos pilares fundamentais como aqueles localizados na busca para decifrar os enigmas do universo, investigando os constituintes fundamentais da matéria e as forças que governam suas interações. Recentemente, experimentos no Grande Colisor de Hádrons (\\textit{Large Hadron Collider - LHC}) têm proporcionado descobertas significativas, tais como a observação do bóson de Higgs. A produção de léptons $\\tau$ serve como campo de testes para as previsões do Modelo Padrão e oferece oportunidades para a busca por nova física. Medidas precisas da constante de acoplamento eletrofraco e estudos de decaimentos hadrônicos contribuem para a compreensão da força forte e a potencial descoberta de novas partículas. Por exemplo, a análise de decaimentos raros de mésons $\\mathcal{B}$ tem revelado possíveis sinais de física além do Modelo Padrão. A análise de $Z \\to \\tau\\tau$ nos canais hadrônico e leptônico é relevante na investigação de processos envolvendo correntes neutras em processo Drell-Yan e no estudo de possíveis violações da universalidade leptônica, como sugerido por anomalias em decaimentos de léptons observadas em experimentos recentes. O estudo proposto neste trabalho examina a identificação de léptons $\\tau$ no experimento ATLAS, utilizando o \\textit{framework Di-Tau Analysis} para pré-processamento dos dados, com suporte da infraestrutura de computação em grade e armazenamento em ntuplas do ROOT. A análise colunar, implementada com as bibliotecas \\textit{uproot} e \\textit{awkward-array}, mostrou-se vantajosa em termos de eficiência e uso de memória. As distribuições cinemáticas das reconstruções foram analisadas para dois geradores de eventos: \\texttt{POWHEG+PYTHIA 8} e \\texttt{SHERPA 2.2.11}, categorizadas de acordo com a massa (ressonância e alta massa). A eficiência da reconstrução foi validada por meio da carga elétrica, estabelecendo uma região de validação \\textit{Same Sign} (SS) para identificar falsos léptons $\\tau$ em eventos de decaimento do bóson $Z$, aplicada a diversas as variáveis cinemáticas estudadas.