Měření spekter nabitých částic na LHC při těžišťové energii 13TeV

Abstract

Měření spekter nabitých částic je provedeno při těžišťové energii 13 TeV na experimentu ATLAS. Je to inkluzivní měření zaměřené na rychlé porovnání částicové aktivity mezi daty a teoretickými modely. Data jsou získána s minimální modelovou závislostí, aby se snížili zbytečné vlivy. Jsou určeny různé efektivity a frakce, aby bylo možné opravit rekonstruovaná spektra drah ve vnitřním detektoru na distribuce nabitých částic. Korekce některých distribucí zahrnují více sofistikované metody, jako je Bayesian unfolding. Opravené distribuce jsou porovnány s Monte Carlo generátory - Pythia 8 (verze A2 a Monash), Herwig++, EPOS a QGSJET. I když žádný generátor nepopisuje naměřená data přesně, v mnoha případech je rozdíl v rámci několika procent. Naměřený průměrný počet částic na jednotku pseudorapidity je přibližně 2.876 +- 0.001922 (stat.) +- 0.03526 (syst.) a je v dobré shodně s generátorem EPOS. Kromě analýzy je v této práci uveden úvod do simulací proton-protonových srážek. Dále je popsán detektor ATLAS, stejně jako metody rekonstrukce drah.

The measurement of charged particle spectra is performed for centre-of-mass energy 13 TeV in experiment ATLAS. It is an inclusive measurement aiming at fast comparison of particle activity between data and theoretical model. Data are acquired with minimal model dependence avoiding unnecessary bias. Various efficiencies and fractions are determined in order to correct reconstructed spectra of tracks in the Inner Detector to distributions of primary particles. Correction of certain distributions involves more sophisticated methods, such as Bayesian unfolding. The corrected distributions are compared to Monte Carlo generators - Pythia 8 (A2 and Monash tunes), Herwig++, EPOS and QGSJET. Though no generator describes measured data perfectly, in many cases the differences are within few percent. The measured average number of charged particles per unit of pseudorapidity is 2.876 +- 0.001922 (stat.) +- 0.03526 (syst.) and is found to be in a good agreement with EPOS generator. Apart from the analysis, an introduction to simulation of proton-proton collision is given in this thesis. Furthermore, the detector ATLAS is described, as well as methods of track reconstruction.