Simulation of the measurement of the inclusive jet cross sections in Z(→e⁺e⁻ / →μ⁺μ⁻)+jets events in pp collisions at 14 TeV with the ATLAS experiment

Despres de 20 anys de preparacio, el LHC s'encendra a finals del 2009, col.lisionant protons a energies de 14TeV, per recrear els primers moments del Big Bang. Les particules s'acceleraran al llarg del tunel circular de 27 km de circumferencia fins a velocitats properes a la de la llum. El tunel, situat prop de Ginebra, i els seus experiments formen un dels mes grans esforcos de la historia per estudiar l'estructura fonamental de la materia. S'espera que a aquestes altes energies de col.lisio nous fenomens fisics puguin esdevenir i siguin descoberts. Entre les restes resultants de les col.lisions entre protons, evidencies de dimensions extres, de la misteriosa materia fosca que inunda el nostre univers o de la particula de Higgs que dona massa a les particules elementals, podran ser observades. ATLAS es un dels experiments del LHC. A mes a mes del descobriment de nova Fisica en el seu programa, tambe esta inclosa la investigacio de la Fisica ja coneguda. Un millor coneixement de la teoria pertorbativa de Quantum Chromodynamics es un dels objectius d'ATLAS. QCD es la teoria que descriu les interaccions fortes entre quarks i gluons. Aquesta teoria encara roman sense resoldre, ja que no exiteix un metode d'aproximacio valid per qualsevol escala d'energies. La teoria pertorbativa de QCD pot descriure un gran nombre d'interaccions a altes energies. El seu formalisme ha donat una eina molt valuosa dins l'estudi de les interaccions fortes. La signatura mes notable dels processos QCD en col.lisionadors d'hadrons es la produccio de jets de particules col.limats. La mesura d'aquests jets en associacio amb un boso vector, W o Z, proporciona un test estricte dels calculs de la teoria pertorbativa de QCD. A mes, alguns dels processos de la nova Fisica, com la produccio del boso Higgs o de particules supersimetriques, poden ser imitats per la produccio dels bosons vectros en associacio amb jets, que constitueixen un background irreduible a l'investigacio d'aquests nous processos. Aquesta tesi presenta la mesura de la "inclusive jet cross section" en events amb un boso Z(e,e,) o Z(mu,mu), comparant les prediccions teoriques amb les dades "real", i.e. events Monte Carlo "fully-reconstructed", pel primer 1fb-1 de dades obtingudes amb el detector ATLAS. Les dades reconstruides i corregides es comparen amb les prediccions de la teoria pertorbativa de QCD a nivell NLO i LO. Aquestes prediccions pertorbatives es corregeixen amb les contribucions de processos no pertorbatius, com l'underlying event o la fragmentacio dels partons dins dels jets d'hadrons. Aquests processos no poden ser descrits per la teoria pertorbativa, i s'estimen amb models fenomenologics. S'han utilitzat dos tipus diferents de dades reconstruides Monte Carlo, ALPGEN i PYHTIA. S'han estudiat les comparacions entre les prediccions d'ambdos generadors. Els processos background han estat estimats utilitzant diferents metodes "data-driven". Per la recerca dels jets, s'ha utilitzat l'algoritme ATLAS Cone 0.4, despres d'identificar la presencia d'un boso Z mitjancant la reconstruccio del seu decaiment (electrons o muons). Les dades reconstruides han estat corregides pels efectes del detector, utilitzant factors independents. Aquest analisi ha estat realitzat abans que ATLAS recollis les primeres dades reals, abans de l'inici del LHC, per aquest motiu aquesta tesi es basa en dades simulades amb generadors Monte Carlo. Mentres dura la preparacio d'un experiment de Fisica d'altes energies com ATLAS, aquestes simulacions son molt importants pel desenvolupament d'estrategies eficaces d'analisi de dades i reconstruccio d'objectes fisics mesurats pel detector.