Поиск WR-бозона и тяжелого нейтрино на детекторе ATLAS тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.16 ВАК РФ

На правах рукописи

СКОВПЕНЬ Кирилл Юрьевич

ПОИСК Й^-БОЗОНА И ТЯЖЕЛОГО НЕЙТРИНО НА ДЕТЕКТОРЕ ATLAS

01.04.16 - физика атомного ядра и элементарных частиц

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 3 ДЕК 2012

НОВОСИБИРСК - 2012

005057349

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

ТИХОНОВ - доктор физико-математических наук,

Юрий Анатольевич профессор, Федеральное государственное

бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

ГИНЗБУРГ - доктор физико-математических наук,

Илья Файвильевич профессор, Федеральное государственное

бюджетное учреждение науки Институт математики им. С.Л. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск, главный научный сотрудник. СОЛОДОВ - доктор физико-математических наук,

Евгений Петрович Федеральное государственное

бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук, г. Новосибирск, главный научный сотрудник.

ВЕДУЩАЯ - ГНЦ РФ «Институт физики высоких

ОРГАНИЗАЦИЯ энергий», г. Протвино, Московская обл.

Защита диссертации состоится « X 0> » дялКл^/рЛ_2012 г.

в «(2--10 » часов на заседании диссертационного совета Д 003.016.02 Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук.

Адрес: 630090, г. Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук.

Автореферат разослан « 21 » ^^ояХ^Я__2012 г.

Ученый секретарь .

диссертационного совета ^Т^Л X

доктор физ.-мат. наук, профессор B.C. Фадин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Стандартная модель является успешной теорией для объяснения огромного количества экспериментальных наблюдений, однако, существует ряд вопросов, на которые нельзя получить ответ в ее рамках. Одним из таких вопросов является объяснение иерархии масс элементарных частиц. В Стандартной модели массы частиц являются свободными параметрами, а массы нейтрино равны нулю. Ненулевую массу нейтрино можно получить введением правых стерильных нейтрино или расширением калибровочной группы, например, в рамках модели лево-правой симметрии "Left-Right Symmetric Model" (LRSM). Модель LRSM позволяет ввести непулевую массу нейтрино и предсказывает существование новых частиц: право-поляризованных тяжелых нейтрино и заряженного калибровочного векторного бозона Wr, а также нейтрального калибровочного векторного бозона Z'.

Для объяснения малости массы нейтрино был предложен так называемый механизм See-Saw, который может быть реализован в рамках модели LRSM.

Одним из наиболее перспективных каналов поиска этих новых частиц является рождение И^д-бозона и его распад на тяжелое нейтрино и лептон с последующим распадом тяжелого нейтрино на лептон и два кварка. Отличительной особенностью данного процесса является наличие резонансов рождения ТУд-бозона и тяжелого нейтрино, которые соответствуют относительно большим массам, находящимся в области малого фона от процессов Стандартной модели. Эксперимент на детекторе ATLAS позволяет провести поиск этих частиц в области энергии, не доступной ранее. Результаты важны для проверки теории электрослабых взаимодействий.

Цель диссертационной работы

Цель работы состояла в проведении экспериментов и в разработке методики выделения iij('j) событий при рекордно высокой суммарной энергии протонных пучков 7 ТэВ и поиске Wr-бозона и тяжелого нейтрино в процессе рр —Wr —> £N Uj(j).

Личный вклад автора

Автор принимал активное участие в подготовке детектора ATLAS для работы на LHC и в проведении экспериментов. Во время подготовительных работ на детекторе ATLAS автором был написан комплекс программ для проверки стабильности работы модулей электроники жидко-аргонового калориметра. Автором совместно с другими участниками коллаборации предложены основные методы оценки фона и условия отбора для выделения событий рр -» Wr -> £N -> Uj(j). Приведенные результаты получены автором лично или при его непосредственном участии.

Научная новизна

Процесс рр -> Wr -> IN ££j(j) ранее не изучался. Поиск Wr-бозона и тяжелого нейтрино проводился впервые при рекордно высокой энергии протонных пучков.

Научная и практическая ценность

Полученные пределы на массы И^л-бозона и тяжелого нейтрино являются лучшими в настоящее время и могут быть использованы для проверки существующих и построения новых моделей электрослабого взаимодействия. Разработанная методика поиска Wr-бозона и тяжелого нейтрино в конечном состоянии Uj(j) используется в настоящее время для поиска этих частиц с большей статистикой и будет использоваться на экспериментах с большей энергией протонных пучков на LHC с детектором ATLAS.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Изучены условия отбора для поиска РУд-бозона и тяжелого нейтрино в конечном состоянии ££j{j).

2. Изучены фоновые процессы для конечного состояния Uj(j) в области инвариантных масс до 2.9 ТэВ при рекордной суммарной энергии сталкивающихся пучков 7 ТэВ.

3. Получены пределы на массы И^д-бозона и тяжелого нейтрино в предположении дираковской или майорановской массы тяжелого нейтрино.

4. Впервые при анализе и интерпретации данных в рамках модели LRSM, получены результаты для пределов на массы Wд-бозона

и тяжелого нейтрино при учете возможного смешивания тяжелых нейтрино первого и второго поколений.

5. Разработано программное обеспечение для проверки стабильности работы модулей электроники жидко-аргонового калориметра детектора ATLAS.

Апробация работы

Основные результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались на международных научных конференциях по физике высоких энергий: ASPEN-12 (2012, Aspen, USA), LaThuile (2012, Aosta Valley, Italy), Moriond EW-2012 (2012, Aosta Valley, Italy), DIS2012 (2012, Bonn, Germany). Результаты работы опубликованы в журналах "Eur.Phys. J.С" (Vol. 72, P. 2056, 2012), "JHEP" (Vol. 10, P. 107, 2011) и "JINST" (Vol. 5, P. P09003, 2010).

Структура и объём диссертации

Диссертация состоит из введения, девяти глав и заключения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении описана цель работы, обоснована актуальность поиска И^д-бозона и тяжелого нейтрино.

В первой главе кратко представлена проблема с введением ненулевой массы нейтрино в Стандартную модель и возможные пути ее решения. Одним из минимальных расширений Стандартной модели является модель LRSM. Модель LRSM включает в себя новые частицы: И-д-бозон и тяжелое нейтрино. Возможным механизмом, объясняющим малую массу легкого нейтрино является механизм See-Saw, в котором предполагается, что нейтрино является майорановской частицей. Представлено краткое описание смешивания нейтрино, наблюдаемое для легких нейтрино, которое также возможно в случае тяжелого нейтрино.

Во второй главе приведены существующие экспериментальные результаты по поиску Wñ-бозона и тяжелого нейтрино.

В третьей главе представлены основные параметры и структура ускорительного комплекса LHC, а также кратко описаны структура и основные задачи трех других детекторов CMS, ALICE и LHCb, работающих на LHC.

В четвёртой главе представлено описание детектора ATLAS. Детектор состоит из трековой системы, электромагнитного и адронного калориметров, а также мюонной системы. Кратко описана магнитная система и ее основные характеристики.

Задачей трекового детектора является реконструкция треков и вершин взаимодействия в событии. Детектор покрывает область \rj\ < 2.5 и геометрически состоит из трех основных частей: центральной части и двух торцевых. Трековый детектор включает в себя пиксельный, полупроводниковый трековые детекторы и детектор переходного излучения. Приведены их структура и основные характеристики.

Электромагнитный калориметр является детектором на основе свинца и жидкого аргона с геометрией "аккордеон" и состоит из баррельной (|т)| < 1.475) и двух торцевых (1.375 < \т]\ < 3.2) частей. Приведены их конструкция и основные параметры.

Адронный калориметр расположен в области \г)\ < 5, состоит из нескольких частей, в которых используется различная методика для измерения энерговыделения частиц. Описана конструкция данной системы

и ее основные параметры.

Кратко описана структура мюонной системы, состоящая из баррельной и торцевых частей, в которых реализовано четыре технологии идентификации мюонов.

Приведено описание триггера и системы сбора данных. Триггер представляет собой трехуровневую систему для первичного отбора событий. Представлены основные элементы триггера, а также принцип организации их работы.

Кратко описана система контроля детектора, основные элементы организации ее работы. Одной из важных задач проверки стабильности работы систем детектора является мониторинг температуры блоков электроники. Отслеживание температуры Front-End Board (FEB) электроники калориметра было реализовано автором в виде специального пакета программ. FEB представляет собой модуль электроники для усиления, формирования и оцифровки сигналов с калориметра. Данная программа производит мониторинг потока данных от системы контроля детектора для каждого FEB и отслеживает изменения температуры датчиков, расположенных на блоке. Если температура превышает допустимые нормы, информация о данном канале электроники записывается в базу данных. Если замечено сильное превышение ограничений на изменение темпера-

туры, дополнительно информируется эксперт по системе для последующего устранения неполадки.

Представлены результаты по набору данных в 2011 году. Описаны основные этапы реконструкции событий.

В пятой главе описаны этапы моделирования и реконструкции событий в детекторе ATLAS. Моделирование событий в детекторе осуществляется в виде следующих этапов: генерация первичных частиц, генерация процессов фрагментации и адронизации на партонном уровне, моделирование взаимодействий частиц в детекторе. Важным параметром моделирования является функция распределения партонов в протоне, которая определяет сечения процессов в рр столкновениях.

В данной главе кратко описано моделирование событий следующих процессов: процессы Дрелла-Яна, одиночное и парное рождение векторных бозонов, процессы с рождением t-кварка.

Шестая глава посвящена описанию условий отбора Uj(j) событий. Базовыми условиями являются идентификация электронов, мюонов и струй в детекторе, а также основные условия для отбора событий. В данной главе также представлены различные кинематические распределения для отобранных событий.

Для дополнительного подавления фоновых событий изучались условия отбора на инвариантную массу двух лептонов, mee, скалярную сумму поперечных импульсов отобранных лептонов и струй, St, и инвариантную массу двух лептонов и струй в событии, тщ^). Приведены распределения для данных параметров, а также результат оптимизации условия отбора. Полная эффективность отбора событий процесса рр —> Wr —> ÍN —> ê£j(j) представлена на рис. 1.

Оценки систематических ошибок в реконструкции лептонов и струй также описаны в данной главе. В таблицах 1 и 2 представлены результаты по определению систематической неопределенности для событий фона после наложения базовых условий отбора. Обозначения в таблицах: JES — энергия струи, JER — энергетическое разрешение струи, Ее — энергия электрона, rese — энергетическое разрешение электрона, ¡iмs и Ню ' импульсное разрешение для трека мюона, реконструированного в мюонной системе и трековом детекторе, соответственно, а — сечение процесса. Обозначения "f' и "4-" соответствуют варьированию изучаемой величины на величину ошибки.

(а) е е

(б)

2 2.5

(в)

±„±

(д) е М

(г)

2 2.5 ±н.Т

г Е

т^ГеЧ

(е)

Рис. 1. Полная эффективность отбора для событий процесса рр -»■ -)■ т еде?) ДЛЯ ее (а,б), цц (в,г) и е^ (д,е) каналов.

(а) е±сЛ

Число событий ЛЕЗ; ЛЕВ Ег.Т гск,. /'А/Я. Т /'А/А- 4 /'-/£>. Т /'/04 гг Сист. Стат.

118446.60 9.01 7.14 3.48 0.62 0.54 0.32 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 12.04 0.23

и 1205.31 0.08 0.15 0.03 0.30 0.27 0.03 0.00 0.00 0.00 0.01 15.10 15.10 0.64

ВШачоп 1 ¡152.89 3.95 5.37 0.27 0.34 0.90 0.06 0.00 0.00.- 0.00 0.00 1.82 7.00 2.00

Бш^о Тор 113.52 0.69 0.83 0.11 0.24 0.06 0.19 0.00 0.00 0.00 0.00 10.00 10.06 3.02

(Ъ) <л> т

Число событий ЛЕЙ,- ЛЕЙ; ЛЕН, Е,,г Я«4 тея„ /'Л/Я* М/Я4 141). Т /'/». т а Сист. Стат.

ззз.4а 8.10 1.36 5.60 1.50 2.24 0.38 0.10 0.11 0.11 0.10 0.00 11.16 4.10

и 2567.97 0.12 0.17 0.02 0.16 0.20 0.02 0.02 0.00 0.00 0.02 15.07 15.07 0.15

БЛоКСП 27194 6.72 5.47 1.24 0.19 0.22 0.31 0.28 0.00 0.00 0.18 5.15 10.17 3.59

Бп!^!« Тор 236.98 1.03 0.63 0.24 0.12 0.20 0.13 0.02 0.01 0.00 0.08 10.00 10.08 2.15

(с) /'V1

Число событий ЛЕЙТ ЛЕЗ; ЛЕК Е..Т ¿и гев. /'/ю.т 1ИР.1 а 1 С) ист. Стат.

139346.53 11.39 7.18 5.94 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.00 14.71 0.22

и 1297.07 0.13 0.13 0.01 о.оо 0.00 0.00 0.01 0.02 0.03 0.03 15.05 15.05 0.64

ГНЬачоп 2409.53 5.12 3.42 0.34 0.00 0.01 0.00 0.10 0.03 0.08 0.02 1.67 7.65 1.85

31и|г;1о Хор 150.46 1.19 0.59 0.04 0.00 0.00 0.00 0.16 0.00 0.08 0.11 10.00 10.10 2.71

Таблица 1: Число событий фоновых процессов для конечного состояния с двумя лаптопами противоположного заряда (05) при вариации систематических неопределенностей (%) после наложения базовых условий отбора.

(а) е±с±

Число соиышм ЛЕЙ? ЛЕЯ. ЛЕН Е,,т П'й, Мг.ч.г /и:-.. 1ЧОЛ 14 ал а Снег. Стат.

1 :с:к 749.38 8.70 0.77 3.53 0.83 0.80 0.40 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 11.09 0.31

и 9.1)0 0.11 (1.13 0.14 0.43 0.30 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 24.03 24.04 1.98

ППюяон ,'¡5.5 5 .'¡.1,4 3.10 1.32 0.62 0.0.9 0.53 0.00 ОМ) 0.00 0.00 (¡.«7 8.33 10.14

Кшй1е Тор (!.()() 0.10 1.0!) 0.98 0.2!) 0.33 0.2!) 0.00 0.00 0.00 0.00 10.00 10.13 -1.72

(Ь)

Число событий ЛЮт ЛЕЯ: ЛЕН. Е,:.Т Я.Л гел,. ¡¡II'..' 1' Л/ЛЛ 14 пл 14 п. т <7 Снег. Стат.

¿+.¡01* 28.01 0.11 ■1.15 2.1)5 7.27 0.17 1.21 0.01 1.01 1.00 0.01 0.00 12.98 11.11

Н 9.99 о.п 0.11 0.03 0.35 0.19 0.10 0.03 0.01 0.03 0.35 20.28 20.29 1.!)!,)

ОПюьои 31.31 2.70 2.60 1.38 0.70 0.02 0.01 0.03 0.21 0.11 0.81 11.15 11.03 5.61

Нп1»;1е Тор 0.64 0.81 0.70 0.17 0.57 0.82 0.20 0.00 0.01 0.01 0.08 10.00 10.12 4.01

(с) ,<; /•■ '

11нсло событий ЛЕ8:- ЛЕЙ.;. ЛЕН Е,,т п 1'МЯЛ 1ЩНЛ 14 ал /«/04 <т Сист. Стат.

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.1.10 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

и 0.93 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 (1.54 0.00 50.00 50.00 9.10

ОИюмяг 12.40 7.10 3.30 0.15 0.00 0.00 0.00 0.00 ().!)() 0.21 0.00 13.90 17.25 8.8!)

Тор 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Таблица 2: Число событий фоновых процессов для конечного состояния с двумя лоптошши одинакового наряда (55) при вариации систематических неопределенностей (%) после паложсшга базовых условий отбора.

Седьмая глава посвящена изучению фоновых событий. События с рождением пары t-кварков представляют собой важный фон, авед событиях этот фон является доминирующим. Для выделения tt событий применялся ряд условий, основным из которых является набор условий b-таггирования струй. Результаты приведены в таблицах 3-4.

ее VP e/i 4

tt t,wt Z+jets Diboson+jets MC fake 146.49 ± 1.95 ± 32.53 11.89 ± 0.83 ± 2.33 3.84 ± 1.06 ± 0.61 5.83 ± 0.98 ± 0.95 8.36 i 5.56 ± 1.27 147.80 ± 1.96 ± 32.77 14.42 ± 0.91 ± 2.69 13.09 ± 2.11 ± 2.17 4.98 ± 0.92 ± 0.81 0.00 ± 0.00 ± 0.00 735.38 ± 4.46 ± 169.33 53.64 ± 1.73 ± 10.71 7.90 ± 1.55 ± 1.37 21.57 ± 2.01 ± 3.25 6.21 ± 1.50 ± 0.88 1029.67 ± 5.25 ± 234.60 79.95 ± 2.12 ± 15.93 24.83 ± 2.82 ± 4.15 32.38 ± 2.42 ± 5.01 14.58 ± 5.76 ± 2.15

MC Data Data/MC 176.42 ± 6.12 ± 32.57 206 ± 14.35 1.17 ± 0.09 ± 0.22 180.29 ± 3.16 ± 32.85 180 ± 13.42 1.00 ± 0.08 ± 0.18 824.70 ± 5.62 ± 169.37 915 ± 30.25 1.11 ± 0.04 ± 0.23 1181.41 ± 8.89 ± 234.70 1301 ± 36.07 1.10 ± 0.03 ± 0.22

WR(600)N(300) 9.35 ± 5.06 ± 0.98 5.98 ± 3.22 ± 1.17 4.12 ± 1.84 ± 0.57 19.45 ± 6.27 ± 2.71

Таблица 3. Число событий с двумя лептонами и > 1 струями, прошедшими отбор для контрольной области для и событий. Алгоритм ^РгоЬ, б = 50%.

ее VP CM 11

tt t,wt Z+jets Diboson+jets MC fake 191.00 ± 2.31 ± 41.74 16.56 ± 1.06 ± 3.05 4.87 ± 1.25 ± 0.40 7.06 ± 1.09 ±0.57 10.16 ± 6.43 ± 0.81 191.22 ± 2.31 ± 41.83 21.48 ± 1.16 ± 4.06 14.37 ± 2.25 ± 1.14 6.74 ± 1.15 ± 0.51 0.00 ± 0.00 ± 0.00 944.46 ± 5.23 ± 216.71 76.24 ± 2.15 ± 14.20 10.44 ± 1.80 ± 1.21 25.83 ± 2.28 ± 1.86 7.90 ± 1.71 ± 0.60 1326.69 ± 6.17 ± 300.22 114.28 ± 2.66 ± 21.31 29.68 ± 3.14 ± 2.75 39.62 ± 2.78 i 2.95 18.06 ± 6.66 ± 1.41

MC Data Data/MC 229.66 ± 7.11 ± 41.75 253 ± 15.91 1.10 ± 0.08 ± 0.20 233.81 ± 3.62 ± 41.85 211 ± 14.53 0.90 ± 0.06 ± 0.16 1064.87 ± 6.59 ± 216.72 1100 ± 33.17 1.03 ± 0.03 ± 0.21 1528.34 ± 10.35 ± 300.25 1564 ± 39.55 1.02 ± 0.03 ± 0.20

WR(600)N{300) 10.83 ± 5.50 ± 1.09 8.60 ± 3.97 ± 1.93 4.52 ± 2.02 ± 0.44 23.95 ± 7.08 ± 3.46

Таблица 4. Число событий с двумя лептонами и > 1 струями, прошедшими отбор для контрольной области для tt событий. Алгоритм JetProb, е = 70%.

КХД процессы являются важным фоном для конечного состояния с двумя лептонами одинакового заряда. Полное моделирование рр взаимодействий с достаточной статистикой не представляется возможным, и поэтому этот фон измеряется с использованием экспериментальных данных. Для измерения данного фона использовался метод КХД матрицы. Оценка систематической ошибки проводилась методом Half-Sample теста и с использованием "несигнальной" кинематической области.

Другим фоновым процессом, дающим вклад в канал с двумя лепто-нами одинакового заряда, является процесс, в котором один из лептонов в реакции е± —>■ е±-у -> е±е±ет "меняет" знак заряда. Также возможна неправильная реконструкция знака заряда лептона. Изучение этого фона проводилось методом tag-and-probe, а также direct extraction, с использованием событий Z —> П.

Сравнение данных и предсказаний для фона приведено в таблицах 5 и 6. В этой главе также приведены кинематические распределения для этих событий.

ее мм ем total

Z/V+jets Diboson Top Fake 136.0± 8.6± 9.1 4.3 ± 0.8 ± 1.6 101.9± 2.4±11.9 12.6 ± 6.3 ± 4.3 173.2 ±10.0 ±11.3 6.6± 1.1± 0.7 100.1 ± 2.4±11.7 -0.2± 0.7± 0.2 0.8 ± 0.8 ± 0.0 5.9 ± 1.4 ± 0.8 197.9± 3.3±22.8 6.2 ± 3.8 ± 2.0 310.1 ±13.2 ±14.5 16.8± 1.9± 2.2 399.8 ± 4.7 ±45.6 18,6± 6.8± 6.1

Total Background 254.8 ±10.9 ±23.4 279.7±10.4±25.6 210.9 ± 5.3 ±33.0 745.3 ±15.7 ±75.2

Data 246.0 ±15.7 241.0±15.5 244.0± 15.6 731.0±27.0

Таблица 5. Сравнение данных и предсказания для фона в канале с леп-тонами разного знака и числом струй > 1 после отбора тц >110 ГэВ, > 400 ГэВ и тащи) > 400 ГэВ.

ее MM ем total

Z/7*+jets Diboson Top Fake 5.2± 0.3± 1.3 3.6± 0.8± 0.7 3.0 ± 0.2 ± 0.8 36.6±10.8±11.6 o.oo±o.ot kbo 2.7±0.5±0.7 0.5±0.1±0.3 1.2±0.3±0.6 0.3±0.3±0.0 5.5±0.6±1.3 3.4±0.2±0.9 15.3±4.4±5.7 5.5 ± 0.4 t i:i 11.9± 1.1± 2.7 6.9± 0.3± 1.9 53.1 ±11.6 ±16.3

Total Background 48.4±10.9±11.8 4.5±0.6 Î 'f\3 24.6±4.5±6.2 77.4±11.7Î ¡g;|

Data 59.0± 7.7 8.0±2.8 39.0±6.2 106.0 ±10.3

Таблица 6. Сравнение данных и предсказания для фона в канале с лепто-нами одинакового знака и числом струй > 1 после отбора тц > 110 ГэВ и тщц) > 400 ГэВ.

В восьмой главе приведены методы вычисления пределов для физических процессов, которые изучались в датой работе. Использовались классический метод, СЬэ, байессовский метод и метод Фельдмана-Коузинса.

Девятая глава посвящена описанию полученных результатов. По результатам сравнения данных и фона значимых отклонений (> За) от предсказаний Стандартной модели обнаружено не было.

Были получены пределы на массы И^д-бозона и тяжелого нейтрино, которые являются наиболее сильными ограничениями на массы данных частиц в настоящее время. Результаты приведены на рис. 2 (при отсутствии смешивания между тяжелыми нейтрино) и рис. 3 (при наличии максимального смешивания между ЛГе и ЛГМ).

.».Е,р«яч atlas

CL * ■-- ее. Observed

g- - »..« цц, Expected

2 - — №. Observed ^^ ев+цц, Expected

(a)

Ё

—— ее, Observed - «— Щ1, Observed . ее+цц, Expected — ев4Щ1, Observed no N mixing ^ atlas OS J~Ldt. 2.1 ib" -

\

¡i

(6)

2.5

"V.neV]

t г

S

«iv» ее. Expected — ee. Observed

- *•..» цц, Expected

— ■-цц. Observed

_ Expected

—— ивчцц. Observed no N mixing v

(в)

t, г £

..... ee. Expected atlas

- .... pji. Expoclod --ИМ, Obsofved . .1— с. ■ u.. Expected — ee+jiJ'. Observed os J~Ldt = 2.1 fb'1 ' \ls-7TeV .

no N mixing ^

- Mí) i

Чэ1гяс •7

2 2.5

mwpe\l)

(r)

Рис. 2. Ожидаемые и измеренные нижние пределы на массу И^д-бозона и майорановского (а,б,в) или дираковского (г) тяжелого нейтрино N на уровне достоверности 95% для ее, ///л, е/л каналов, а также для суммы всех каналов, при отсутствии смешивания между тяжелыми нейтрино. Области исключенных масс находятся внутри обозначенных контуров.

> £

~""°oZZ" atlas

»'•- mi. Expected — HI». Observed qq _-v«. 8ji, Expected | Ldt - 2.1 fb'1 ~

- v.*. eo*|i|i+fl)i. Expected . ee+|iii<eii. Observed _.-'* with N mixing ^ ' - —"""SJA \ vJs = 7T©V .

^Majorana j A

2.5 m„, [TeV]

(a)

>

£ E?

цц. Expected цц. Observed o)i. Expected e)i. Observed ов+цц+ец. Expected » ев»цц»е|1. Observed with N mixing ^

'

lh

(в)

ее. Expected

— ее. Observed •« 141, Expected

— цц, Observed 2 _ - » - ец. Expected

«• eii. Observed

— оо+цц+вц, Expected

— ев+цц*в11. Observed with N mixing

(6)

s-

£

- (1Ц. Observed • eii. Expected

- 6Ц, Observed ■ ео+цц-мф. Expected

- ев4Ц|1+а|1, Observed with N mixing

.¿¡py Л

(r)

Рис. 3. Ожидаемые и измеренные нижние пределы на массу ЭДд-бозона и майорановского (а,б,в) или дираковского (г) тяжелого нейтрино N на уровне достоверности 95% для ее, ¡лц, ец каналов, а также для суммы всех каналов, при наличии максимального смешивания между Ые и ЛГМ. Области исключенных масс находятся внутри обозначенных контуров.

В заключении приведены основные результаты работы:

1. Проведено изучение условий отбора для поиска И^д-бозона и тяжелого нейтрино, предсказываемых в модели ЬИ-БМ, в конечном состоянии №3(3)-

2. Изучены фоновые процессы для конечного состояния Щ(з) при рекордной суммарной энергии сталкивающихся протонных пучков 7 ТэВ. Результаты, полученные на данных, согласуются с предсказаниями Стандартной модели в области высоких энергий, доступных впервые на ЬНС.

3. Получены лучшие пределы на массу И^д-бозона и тяжелого нейтрино в прямых поисках этих частиц. ТУд-бозон с массой <1.8 (2.3) ТэВ исключен па 95% C.L. при разнице масс между 1Уд-бозоном и тяжелым нейтрино 0.3 (0.9) ТэВ. Результаты приведены как в предположении майорановской, так и дираковской массы тяжелого нейтрино.

4. Впервые при анализе и интерпретации данных в рамках модели LRSM учтена возможность смешивания тяжелых нейтрино для первого и второго поколений. Получены результаты с учетом возможного смешивания.

5. Разработано программное обеспечение для проверки стабильности работы модулей электроники жидко-аргонового калориметра детектора ATLAS.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. G. Aad, ..., К. Skovpen, ..., et al. (ATLAS Collaboration) "Search for heavy neutrinos and right-handed W bosons in events with two leptons and jets in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector". // Eur. Phys. J. C. - 2012. - Vol. 72. - P. 2056.

2. G. Aad, ... , K. Skovpen, ..., et al. (ATLAS Collaboration) "Inclusive search for same-sign dilepton signatures in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector". // JHEP. - 2011. - Vol. 10. - P. 107.

3. H. Abreu, ..., K. Skovpen, ..., et al. "Performance of the electronic readout of the ATLAS liquid argon calorimeters". // JINST. - 2010. -Vol. 5. - P. P09003.

4. G. Aad, ... , K. Skovpen, ..., et al. (ATLAS Collaboration) "A Search for Heavy Majorana Neutrino and WR in dilepton plus jets events with the ATLAS detector in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV. // ATLAS-CONF-2011-115. - 2011.

СКОВПЕНЬ Кирилл Юрьевич

Поиск И^я-бозона и тяжелого нейтрино на детекторе ATLAS

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Сдано в набор 19.11.2012 г. Подписано в печать 20.11.2012 г. Формат бумаги 100x90 1/16 Объем 1.0 печ.л., 0.8 уч.-изд.л.

Тираж 100 экз. Бесплатно. Заказ № 30_

Обработано на РС и отпечатало на ротапринте «ИЯФ им. Г.И. Будкера» СО РАН Новосибирск, 630090, пр. академика Лаврентьева, 11.

Введение

Глава 1. Модель LRSM.

1.1. Модель лево-правой симметрии.

1.2. Осцилляции нейтрино.

Глава 2. Экспериментальные поиски ТУд-бозона и тяжелого нейтрино.

2.1. Поиски Wr-бозона.

2.2. Поиски тяжелого нейтрино.

2.3. Поиски И^-бозона и тяжелого нейтрино на малой интегральной светимости в экспериментах на LHC.

Глава 3. Эксперименты на Большом Адронном Коллайдере

3.1. Ускорительный комплекс.

3.2. Детекторы и задачи экспериментов.

Глава 4. Описание детектора ATLAS.

4.1. Магнитная система.

4.2. Трековый детектор.

4.3. Калориметр

4.4. Мюонный детектор.

4.5. Триггер и система сбора данных.

4.6. Система контроля детектора.

4.7. Набор и обработка данных.

Глава 5. Моделирование

5.1. Процесс рр —»• Wr £N —Ujj.

5.2. Процесс Дрелла-Яна

5.3. Рождение пары векторных бозонов.

5.4. Процессы с рождением i-кварка.

Глава 6. Условия отбора Mj(j) событий.

6.1. Базовые условия отбора.

6.2. Дополнительные условия отбора.

6.3. Оценка систематических ошибок в реконструкции лептонов и струй.

Глава Т. Изучение фоновых событий.

7.1. Изучение фоновых событий с рождением пары ¿-кварков

7.2. Измерение фона от КХД процессов.

7.3. Смена знака заряда у лептона.

7.4. Сравнение данных и предсказаний для фоновых событий

Глава 8. Методы вычисления пределов для физических процессов

8.1. Классический метод и определение CLS

8.2. Байесовский предел.

8.3. Метод Фельдмана-Коузинса.

Глава 9. Результаты.

После более чем десяти лет строительства, в 2009 году начал свою работу Большой Адронный Коллайдер (LHC) — ускоритель, построенный в ЦЕРНе. К концу 2011 года была набрана интегральная светимость ~ 5 фб-1 при суммарной энергии сталкивающихся пучков 7 ТэВ. Объем записанных данных позволяет сделать проверки большого количества гипотез о существовании новых частиц, предсказываемых в рамках различных расширений Стандартной модели, а также более точно измерить параметры уже известных частиц и константы связи их взаимодействий. Одной из важных задач экспериментов на LHC является поиск бозона Хиггса, существование которого предсказывается в рамках Стандартной модели, и который ответственен за генерацию масс всех известных частиц.

Стандартная модель является очень успешной моделью для объяснения огромного количества экспериментальных наблюдений, однако, существует ряд вопросов, на которые нельзя получить ответ в ее рамках. Одним из таких вопросов является объяснение иерархии масс элементарных частиц. В Стандартной модели массы частиц являются свободными параметрами, а массы нейтрино равны нулю. Ненулевую массу нейтрино можно получить введением правых стерильных нейтрино или расширением калибровочной группы. Например, в рамках модели Left-Right Symmetric Model (LRSM) предсказывается существование новых частиц: право-поляризованных тяжелого нейтрино и заряженного калибровочного векторного бозона Wr, а также нейтрального калибровочного векторного бозона Z'. Для объяснения малости массы легких нейтрино был предложен механизм See-Saw, который может быть реализован в рамках модели LRSM.

Одним из наиболее перспективных каналов поиска этих новых частиц является рождение И^д-бозона и его распад на тяжелое нейтрино и лептон, с последующим распадом тяжелого нейтрино на лептон и два кварка. Отличительной особенностью данного процесса является наличие резонансов рождения И^д-бозона и тяжелого нейтрино. Данные резонансы соответствуют относительно большим массам, которые находятся в области малого фона от процессов Стандартной модели.

В настоящей работе представлены результаты по поиску тяжелого нейтрино и И^д-бозона в рамках модели LRSM на детекторе ATLAS с набранной интегральной светимостью 2.1 фб-1 [1]. Поиск данных частиц проводился также в инклюзивном анализе с двумя лептонами одинакового знака [2], а первые результаты при полном восстановлении конечного состояния были получены на данных 2010 года с интегральной светимостью 34 нб-1 [3]. Следует заметить, что в анализе данных 2010 года приводятся лишь некоторые варианты интерпретации данных, например, предполагалось, что тяжелое нейтрино может обладать только майорановской массой.

На защиту выносятся следующие основные результаты и положения:

Изучены условия отбора для поиска Жд-бозона и тяжелого нейтрино в конечном состоянии iij(j).

Изучены фоновые процессы для конечного состояния ££j(j) в области инвариантных масс до 2.9 ТэВ при рекордной суммарной энергии сталкивающихся пучков 7 ТэВ.

Получены пределы на массы И^д-бозона и тяжелого нейтрино в предположении дираковской или майорановской массы тяжелого нейтрино.

Впервые при анализе и интерпретации данных в рамках модели LRSM, получены результаты для пределов на массы Жд-бозона и тяжелого нейтрино при учете возможного смешивания тяжелых нейтрино первого и второго поколений.

Разработано программное обеспечение для проверки стабильности рабо-модулей электроники жидко-аргонового калориметра детектора ATLAS.

Заключение

В заключении представлены основные результаты, полученные в данной работе:

Проведено изучение условий отбора для поиска И^-бозона и тяжелого нейтрино, предсказываемых в модели LRSM, в конечном состоянии ££j(j).

Изучены фоновые процессы для конечного состояния ££j{j) при рекордной суммарной энергии сталкивающихся протонных пучков 7 ТэВ. Результаты, полученные на данных, согласуются с предсказаниями Стандартной модели в области высоких энергий, доступных впервые на LHC.

Получены лучшие пределы на массу И^-бозона и тяжелого нейтрино в прямых поисках этих частиц. Ид-бозон с массой <1.8 (2.3) ТэВ исключен на 95% C.L. при разнице масс между И^-бозоном и тяжелым нейтрино 0.3 (0.9) ТэВ. Результаты приведены как в предположении майорановской, так и дираковской массы тяжелого нейтрино.

Впервые при анализе и интерпретации данных в рамках модели LRSM, рассмотрена возможность смешивания тяжелых нейтрино для первого и второго поколений. Получены результаты с учетом возможного смешивания.

Разработано программное обеспечение для проверки стабильности работы модулей электроники жидко-аргонового калориметра детектора ATLAS.

В заключении я хочу сказать большое спасибо папе, маме, брату, бабушке и дедушке за постоянную поддержку. Я хотел бы выразить благодарность Владимиру Борисовичу Голубеву и Сергею Ивановичу Середнякову за научное руководство во время моей работы на детекторе СНД, а также всем коллегам из лаборатории 3-1. Знания и опыт, которые я получил за время работы на детекторе СНД, несомненно, помогли мне в работе па детекторе ATLAS. Я бы хотел поблагодарить Emmanuel Monnier, Walter Lampl, Martin Aleksa за научное руководство по работе на жидко-аргонном калориметре детектора ATLAS, когда я только начинал работать на этом эксперименте, а также Isabelle Wingerter-Seez и всю группу жидко-аргонного калориметра. Хочу сказать спасибо своим коллегам по работе на детекторе ATLAS: Vladimir Savinov, Anyes Taffard, Matt Relich, Damien Prieur, Reza Yoosoofmiya и Lou Bianchini за совместную работу над данным анализом. Я выражаю большую признательность Алексею Леонидовичу Масленникову и моему научному руководителю Юрию Анатольевичу Тихонову, без всесторонней поддержки которых мое участие в эксперименте ATLAS было бы невозможно.

1. G. Aad, ., К. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Search for heavy neutrinos and right-handed W bosons in events with two leptons and jets in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector // Eur.Phys.J.C. - 2012. - Vol. 72. - P. 2056.

2. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Inclusive search for same-sign dilepton signatures in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the ATLAS detector. // JHEP. 2011. - Vol. 10. - P. 107.

3. J. Goldstone // Nuovo Cimento.- 1961.- Vol. 19.- P. 154.

4. J. C. Pati, A. Salam. Lepton Number as the Fourth Color // Phys.Rev. —1974. Vol. D10. - Pp. 275-289.

5. R.N. Mohapatra, J. C. Pati. A Natural Left-Right Symmetry // Phys.Rev. —1975.-Vol. Dll.-P. 2558.

6. G. Senjanovic, R. N. Mohapatra. Exact Left-Right Symmetry and Spontaneous Violation of Parity // Phys.Rev.— 1975.— Vol. D12.— P. 1502.

7. R. N. Mohapatra, G. Senjanovic. Neutrino Mass and Spontaneous Parity Violation // Phys.Rev.Lett. 1980. - Vol. 44. - P. 912.

8. Kai Zuber. Neutrino Physics // IoP Publishing. — 2004.

9. V. M. Abazov et al. The DO Collaboration. Search for W'->tb resonances with left- and right-handed couplings to fermions // Phys.Lett.B. — 2011. — Vol. 699. Pp. 145-150.

10. T. Aaltonen et al. CDF Collaboration. Search for the Production of Narrow tbbar Resonances in 1.9/fb of ppbar Collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV // Phys.Rev.Lett. 2009. - Vol. 103. - P. 041801.

11. G. Beall, M. Bander, A. Soni. Constraint on the Mass Scale of a Left-Right-Symmetric Electroweak Theory from the KL-KS Mass Difference // Phys.Rev.Lett. 1982. - Vol. 48.-P. 848-851.

12. R. Barbieri and R. N. Mohapatra. Limits on right-handed interactions from SN 1987A observations // Phys.Rev.D. 1989. - Vol. 39. - P. 1229-1232.

13. R. N. Mohapatra and S. Nussinov. Constraints on decaying right-handed Majorana neutrinos from SN 1987A observations // Phys.Rev.D. — 1989. — Vol. 39. P. 1378-1385.

14. G. Raffelt and D. Seckel. Bounds on exotic particle interactions from SN 1987A // Phys.Rev.Lett. 1988. - Vol. 60.- Pp. 1793-1796.

15. L3 Collaboration. Search for heavy neutral and charged leptons in ee annihilation at LEP // Phys.Lett.B. 2001. - Vol. 517.- P. 75-85.

16. ALEPH Collaboration. Search for heavy lepton pair production in ee collisions at centre-of-mass energies of 130 and 136 GeV // Phys.Lett.B.— 1996. Vol. 384. - P. 439-448.

17. The DELPHI Collaboration. Search for composite and exotic fermions at LEP 2 // Eur.Phys.J.C. — 1999,- Vol. 8.- Pp. 41-58.

18. CMS Collaboration. Search for a heavy neutrino and right-handed W of the left-right symmetric model in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV. — http:// cdsweb.cern.ch/record/1369255/files/EX0-ll-002-pas.pdf.— 2011.

19. ATLAS Collaboration. LHC Design Report // CERN-2004-003-V-l,CERN-2004-003-V-2,CERN-2004-003-V-3. 2004.

20. CMS Collaboration. The CMS experiment at the CERN LHC // JINST. -2008. Vol. 3. - P. S08004.

21. ALICE Collaboration. The ALICE experiment at the CERN LHC // JINST. 2008. - Vol. 3. - P. S08002.

22. LHCb Collaboration. The LHCb Detector at the LHC // JINST. 2008. -Vol. 3. - P. S08005.

23. ATLAS Collaboration. ATLAS Technical Proposal for a General-Purpose pp Experiment at the Large Hadron Collider at CERN // CERN-LHC-C-94-43. 1994.

24. Wong, Cheuk-Yin. Introduction to High-Energy Heavy-Ion Collisions // Singapore : World Scientific. — 1994.— P. 516.

25. ATLAS Collaboration. ATLAS magnet system : Technical Design Report, 1 // ATLAS-TDR-006 ; CERN-LHCC-97-018. 1997.

26. ATLAS Collaboration. ATLAS high-level trigger, data-acquisition and controls : Technical Design Report // ATLAS-TDR-016 ; CERN-LHC-C-2003-022. 2003.

27. K. Skovpen. ATLAS LAr Trigger Noisy Tower Database.— https:// atlas-lartrigger.cern.ch/towers/tdb.html.

28. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Performance of the ATLAS Trigger System in 2010 // Eur.Phys.J.C 72 (2012) 1849. 2012.

29. K. Skovpen. LAr Temperature Monitoring Tool. — https://twiki.cern. ch/twiki/bin/view/Sandbox/LarlstoCool.

30. H. Abreu, ., K. Skovpen, . et al. Performance of the electronic readout of the ATLAS liquid argon calorimeters // JINST.- 2010.- Vol. 5.-P. P09003.

31. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). The ATLAS Simulation Infrastructure // Eur.Phys.J.C. 2010.- Vol. 70.-Pp. 823-874.

32. S. Agostinelli et al. (GEANT4 Collaboration). Geant4 — a simulation toolkit // Nucl.Instr.Meth.A. 2003. - Vol. 506. - P. 250-303.

33. G. Watt. Parton distributions: HERA-Tevatron-LHC. — arXiv:1001.3954vl. — 2010.

34. V.N. Gribov and L.N. Lipatov. Deep inelastic ep scattering in perturbation theory // Sov.J.Nucl.Phys.- 1972,-Vol. 15.-P. 438.

35. G. Altarelli and G. Parisi. Asymptotic Freedom in Parton Language // Nucl.Phys.B. 1977. - Vol. 126. - P. 298.

36. Yu. L. Dokshitzer. Calculation of the Structure Functions for Deep Inelastic Scattering and e+e- Annihilation by Perturbation Theory in Quantum Chromodynamics // Sov.Phys. JETP. 1977. - Vol. 46.- P. 641.

37. CTEQ6 parton distribution functions. — http://hep.pa.msu.edu/cteq/ public/cteq6.html.

38. D. Stump, J. Huston, J. Pumplin, W. K. Tung, H. L. Lai, S. Kuhlmann and J. F. Owens // JHEP. 2003. - Vol. 0310. - P. 046.

39. MRS/MRST/MSTW Parton Distributions.- http://durpdg.dur.ac. uk/hepdata/mrs.html.

40. A. D. Martin, R. G. Roberts, W. J. Stirling and R. S. Thorne. Physical gluons and high ET jets // Phys.Lett.B.— 2004.- Vol. 604,- P. 61.

41. GJR Dynamical Parton Distributions.— http://durpdg.dur.ac.uk/ hepdata/grv.html.

42. HI and ZEUS Collab., F.D. Aaron et al. Multi-Leptons with High Transverse Momentum at HERA // JIIEP. 2010. - Vol. 01. - P. 109.

43. S. Alekhin, J. Blumlein, S. Klein, S. Moch. The 3-, 4-, and 5-flavor NNLO Parton from Deep-Inelastic-Scattering Data and at Hadron Colliders // Phys.Rev.D. 2010. - Vol. 81. - P. 014032.

44. The Neural Network Approach to Parton Distribution Functions. — http: //sophia.ecm.ub.es/nnpdf/.

45. LHAPDF the Les Houches Accord PDF Interface.- http://lhapdf. hepforge.org/.

46. H. Plothow-Besch. The Parton Distribution Function Library // Int.J.Mod.Phys.A.- 1995.- Vol. 10.- Pp. 2901-2910.

47. T. Sjöstrand, S. Mrenna and P. Skands. PYTHIA 6.4 physics and manual // JHEP. 2006. - Vol. 05. - P. 026.

48. E. Eichten, I. Hinchliffe, K. Lane and C. Quigg. Supercollider physics // Rev.Mod.Phys. 1984. - Vol. 56. - P. 579-707.

49. T. Rizzo and G. Senjanovic. Grand unification and parity restoration at low energies. Phenomenology // Phys.Rev.D.— 1981. —Vol. 24. — P. 704-718.

50. A. Ferrari et al. Sensitivity study for new gauge bosons and right-handed Majorana neutrinos in pp collisions at sqrt(s)=14 TeV // Phys.Rev.D.— 2000.-Vol. 62.-P. 013001.

51. I R Kenyon. The Drell-Yan process // Rep.Prog.Phys. 1982. - Vol. 45. -P. 1261.

52. M. Mangano et al. ALPGEN, a generator for hard multiparton processes in hadronic collisions // JHEP. 2003. - Vol. 07. - P. 001.

53. ALPGEN web page. — http://mlm.home.cern. ch/mlm/alpgen.

54. G. Marchesini, B. R. Webber, G. Abbiendi et al. HERWIG: A Monte Carlo event generator for simulating hadron emission reactions with interfering gluons. Version 5.1 // Comput.Phys.Commun. — 1992.— Vol. 67.— Pp. 465-508.

55. G. Corcella, I. G. Knowles, G. Marchesini et al. HERWIG 6: An Eventgenerator for hadron emission reactions with interfering gluons (including supersymmetric processes) // JHEP. — 2001. — Vol. 0101. — P. 010.

56. G. Corcella et al. HERWIG 6.5 release note. — http://arxiv.org/abs/ hep-ph/0210213. — 2005.

57. HERWIG web page.— http://hepwww.rl.ac.uk/theory/seymour/ herwig/.

58. J. Butterworth, J. Forshaw, and M. Seymour. Multiparton Interactions in Photoproduction at HERA // Zeit, für Phys.C.- 1996.- Vol. 72.— Pp. 637-646.

59. JIMMY web page.— http://projects.hepforge.org/jimmy/.

60. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Single Boson and Diboson Production Cross Sections in pp Collisions at sqrt(s) = 7 TeV (ATLAS internal note).— http://cdsweb.cern.ch/record/1287902/ files/ATL-C0M-PHYS-2010-695. pdf. — 2010.

61. TWiki page with cross sections for the processes with t-quark (ATLAS internal link).— https://twiki.cern.ch/twiki/bin/viewauth/ AtlasProtected/TopMC2009#Referencecrosssection.

62. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Electron performance measurements with the ATLAS detector using the 2010 LHC proton-proton collision data // Eur.Phys.J.C. — 2012. Vol. 72. — P. 1909.

63. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Expected electron performance in the ATLAS experiment.— https://cdsweb.cern.ch/ record/1345327/files/ATL-PHYS-PUB-2011-006.pdf. — 2011.

64. ATLAS Collaboration. ATLAS muon spectrometer : Technical Design Report // ATLAS-TDR-010. 1997.

65. M. Cacciari, G.R Salam and G. Soyez. Fast Jet user manual.— http:// arxiv.org/abs/llll.6097vl.-2011.

66. M. Cacciari and G.R Salam. Dispelling the N3 myth for the Kt jet-finder // Phys.Lett.B. 2006. - Vol. 641. - Pp. 57-61.

67. D0 Collaboration. Measurement of the ppbar to ttbar production cross section at sqrt(s)=1.96 TeV in the fully hadronic decay channel // Phys.Rev.D. 2006. - Vol. 76. - P. 072007.

68. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). A measurement of the ATLAS niuon reconstruction and trigger efficiency using J/psi decays. — https: //cdsweb. cern. ch/record/1336750/f iles/ ATLAS-C0NF-2011-021.pdf. 2011.

69. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Jet energy measurement with the ATLAS detector in proton-proton collisions at sqrt(s)=7 TeV taken in 2010,- http://arxiv.org/abs/1112.6426vl.— 2010.

70. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Luminosity Determination in pp Collisions at sqrt(s) = 7 TeV using the ATLAS Detector in 2011.— https://cdsweb.cern.ch/record/1376384/files/ ATLAS-C0NF-2 011-116.pdf. — 2011.

71. G. Aad,., K. Skovpen,. et al. (ATLAS Collaboration). Single and Diboson Production Cross Sections in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV (ATLAS internal note) // ATL-CQM-PHYS-2010-695. 2010.

72. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Measurement of the top quark-pair production cross section with ATLAS in pp collisions at sqrt(s)=7 TeV // Eur.Phys.J.C. 2011. - Vol. 71. - P. 1577.

73. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Performance of impact parameter-based b-tagging algorithms with the ATLAS detector using pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV (ATLAS internal note) // ATLAS-CONF-2010-091. 2010.

74. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Commissioning of the ATLAS high-performance b-tagging algorithms in the 7 TeV collision data. — https://cdsweb.cern.ch/record/1369219/files/ ATLAS-C0NF-2011-102.pdf.— 2011.

75. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Performance of the ATLAS Secondary Vertex b-tagging Algorithm in 7 TeV Collision Data (ATLAS internal note) // ATLAS-CONF-2010-042. 2010.

76. G. Piacquadio, C. Weiser. A new inclusive secondary vertex algorithm for b-jet tagging in ATLAS // J.Phys.:Conf.Ser. 2008.- Vol. 119.-P. 032032.

77. ATLAS Collaboration. Calibrating the b-Tag Efficiency and Mistag Ratein 35/pb of Data with the ATLAS Detector // http://cdsweb.cern.ch/ record/1356198/files/ATLAS-C0NF-2011-089.pdf.— 2011.

78. G. Aad, ., K. Skovpen, . et al. (ATLAS Collaboration). Search for anomalous production of prompt like-sign muon pairs and constraints on physics beyond the Standard Model with the ATLAS detector // Phys.Rev.D. 2012. - Vol. 85. - P. 032004.

79. G. Aad,., K. Skovpen,. et al. (ATLAS Collaboration). Search for Anomalous Production of Prompt Like-sign Muon Pairs . — https: //cdsweb. cern.ch/record/1383790/f iles/ATLAS-C0NF-2011-126.pdf.— 2011.

80. Thomas Junk. Confidence level computation for combining searches with small statistics // NIM A. 1999. - Vol. 434.- Pp. 435-443.

81. Lorenzo Moneta et al. The RooStats Project // PoS.— 2010.— Vol. ACAT2010. P. 057.

82. Collie tool.— https://plone4.fnal.gov/Pl/D0Wiki/Members/ szelitch/hwwmunujj/coilie/.

83. CDF Note 7904,- http://www-cdf.fnal.gov/~trj/mclimit/ chisquare.pdf.

84. A.L. Read. Modified Frequentist Analysis of Search Results (The CLs Method).— https://cdsweb.cern.ch/record/451614/files/ open-2000-205.pdf. — 2000.

85. G.J. Feldman and R.D. Cousins. Unified approach to the classical statistical analysis of small signals // Phys.Rev.D. 1998. - Vol. 57. - P. 3873.