Ανάπτυξη λογισμικού αναφοράς για ανάλυση δεδομένων στο πείραμα ATLAS
Creators: name: Ηλιάδης, Δημήτριος Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2008
Subjects: Μεγάλος Αδρονικός Συγκρουστήρας
ΑΤΛΑΣ
Προγραμματιστικό πλαίσιο Αθήνα
Τεχνολογία πλέγματος
Χιγκς μποζόνιο
Πολυλεπτονικές διασπάσεις
LHC
ATLAS
Athena framework
Higgs boson
Grid

description: Στα πλαίσια της εργασίας αυτής μελετάμε τη διάσπαση του μποζονίου Higgs σε δύο Z μποζόνια (Z και Z*), όπου στην τελική κατάσταση έχουμε τέσσερα λεπτόνια. Από τις τρεις δυνατές περιπτώσεις (τέσσερα μιόνια, τέσσερα ηλεκτρόνια και δύο μιόνια – δύο ηλεκτρόνια) ασχολούμαστε με τις δύο πρώτες, όπου και επιλέγουμε μέσω μίας σειρας φίλτρων (selection cuts) τα λεπτόνιά μας και ανακατασκευάζουμε τα Z – μποζόνια. Τέλος, υπολογίζουμε την αναλλοίωτη μάζα (invariant mass) του Higgs μποζονίου για τις δύο διαφορετικές περιπτώσεις της ανάλυσής μας. Η πορεία της ανάλυσης που ακολουθείται είναι μέρος μίας υποδειγυποδειγματικής ανάλυσης που εξέδωσε η ομάδα Higgs του πειράματος ATLAS. Το σετ δεδομένων που εξετάζεται είναι το H130 στο οποίο θεωρούμε μάζα του μποζονίου Higgs ίση με 130 GeV/c2. Για τις ανάγκες της εργασίας αυτής έγινε χρήση της πρόσφατης τεχνολογίας πλέγματος (Grid) και κατασκευάστηκαν προγραμματιστικές μεθόδοι σε C++. Όλη η ανάλυση έγινε χρησιμοποιώντας το προγραμματιστικό πλαίσιο Athena (Athena framework), ενώ τέλος η επεξεργασία των ιστογραμμάτων έγινε κάνοντας χρήση του πακέτου ανάλυσης ROOT. Αρχικά παρουσιάζονται συνοπτικά ο Μεγάλος Συγκρουστήρας Αδρονίων (Large Hadron Collider, LHC) και τα πειράματά του (κεφ. 1), ενώ γίνεται ιδιαίτερη αναφορά στο πείραμα ATLAS (κεφ. 2). Στη συνέχεια, παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο του μηχανισμού Higgs (κεφ. 3). Στο κεφάλαιο 4 περιγράφεται η τεχνολογία Grid και τα χαρακτηριστικά της, ενώ στο κεφάλαιο 5 παρουσιάζεται το Athena Framework. Τέλος, στο κεφάλαιο 6 αναλύεται ο τρόπος μελέτης της διάσπασης του μποζονίου Higgs σε δύο Z μποζόνια (Z και Z*), με τελική κατάσταση αυτή των τεσσάρων λεπτονίων.
description: In this thesis we study the Higgs boson decay into two Z bosons (Z and Z*) final state the one with four leptons. From the three possible states (four muons, four electrons and two muons – two electrons) we deal with the first two. Through a series of selections cuts we select our leptons in order to reconstruct the Z bosons. Finally, we calculate the invariant mass of the Higgs boson for both of the cases of our analysis. In our analysis we follow the instructions issued by the Higgs group of the ATLAS experiment, which was released under the general title “Technical Analysis”. The dataset examined is the H130, where we consider the mass of the Higgs boson being equal to 130 GeV/c2. In order to create a local copy of the H130 dataset we used the recent Grid technology and several computational methods created in C++. All of our analysis took place within the Athena framework while histograms were created using the ROOT analysis package. A short description of the Large Hadron Collider (LHC) and the experiments involved is given in the first chapter, while in the second chapter we examine the ATLAS experiment and its main features. In chapter three we refer to the theoretical background of the Higgs mechanism, while in chapter four we describe the Grid technology and its main aspects. In chapter five the main features of the Athena Framework are presented while finally, in chapter six we present the course of the Higgs to four leptons decay analysis