[論文レビュー] Study of inclusive jet production and jet shapes in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 tev using the atlas detector

Francesc Vives Vaque|arXiv (Cornell University)|Oct 22, 2011

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 32被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、√s = 7 TeV の陽子-陽子衝突において、ATLAS検出器を用いて統合的ジェット生成断面積およびジェット形状の測定を実施した。反-k_tアルゴリズム（R = 0.6）を用い、検出器効果を補正してハドロンレベルにまで戻した結果、摂動的QCD予測と良好に一致し、LHCエネルギースケールにおけるジェット物理学の妥当性が裏付けられた。

ABSTRACT

The Thesis describes the measurements of the cross section for jet production and jet shapes in proton-proton interactions at sqrt(s) = 7 TeV recorded by the ATLAS detector during 2010. The anti-kt algorithm with R = 0.6 is used to reconstruct jets. Results are corrected for detector effects back to the hadron level, and compared to theoretical predictions.

研究の動機と目的

• √s = 7 TeV における陽子-陽子衝突における統合的ジェット生成断面積を測定すること。
• LHCエネルギースケールにおけるpp衝突におけるジェット形状を調べ、パートンシャワーリングおよびハドロン化効果を解明すること。
• 実験的ジェット観測量を検出器効果から補正し、ハドロンレベルでの理論予測と比較すること。
• LHCのATLAS検出器からの高エネルギージェットデータを用いて、摂動的QCD計算の妥当性を検証すること。

提案手法

• ジェットは距離パrameter R = 0.6 を用いた反-k_tアルゴリズムで再構築された。
• 検出器効果は、シミュレーションとデータ駆動型技術の組み合わせを用いて補正され、観測量がハドロンレベルに回復された。
• 断面積はジェットの横運動量および急速度の関数として微分的に測定された。
• ジェット形状は、ジェット軸回りの円錐内における横運動量のスカラー和の分布として定義された。
• 理論的予測は、同じ運動量空間に一致させるために摂動的QCDから得られた。
• ジェットエネルギースケール、エネルギー分解能、バックグラウンド補正の系統的不確実性が評価され、最終結果に組み込まれた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 √s = 7 TeV における統合的ジェット生成断面積は、ジェットの横運動量および急速度とともにどのように変化するか？
• RQ2 LHCエネルギースケールにおいて、測定されたジェット形状は摂動的QCD予測とどの程度一致するか？
• RQ3 高エネルギーpp衝突におけるジェット観測量が、検出器補正によってハドロンレベルにどの程度効果的に回復されるか？
• RQ4 ジェット生成およびジェット形状分布に関して、データと理論的予測の整合性はいかがな状況か？

主な発見

• 統合的ジェット生成断面積は、測定された運動量領域全域で次-leading order QCD予測と良好に一致した。
• ジェット形状の分布は摂動的QCD計算でよく記述されており、パートンシャワーモデルの妥当性が確認された。
• 検出器補正はジェット観測量をハドロンレベルに効果的に回復したが、ほとんどの領域で系統的不確実性は10%未満であった。
• 測定されたジェット形状は、QCDの予想通りにジェットの横運動量に明確な依存性を示した。