FCC-hh'de egzotik vektör benzeri Y kuarkin çift üretimi
Pair production of exotic vektor like Y quark at the FCC-hh
Yazar: ŞEYMA BİÇER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN ÇETİNKAYA
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Higgs mekanizması = Higgs mechanisms ; Kuantum elektrodinamiği = Quantum electrodynamics ; Kuark = Quark ; Çift üretim = Double production

Özet:
Bu tezde, √s=100 TeV'li L_int=3 ab^(-1) ve L_int=30 ab^(-1) yıllık ışınlıklı FCC-hh'de (Gelecek Nesil hadron-hadron Dairesel Çarpıştırıcısı) Vektör Benzeri Kuark (VLQ)  Y'nin çift üretimi incelenmiştir. Bu çalışmada, pp→YY ̅→WbWb ̅→lbqq ̅'b ̅ sinyali ve ilişkili ardalan olayları MadGraph5_aMC@NLO programına VLQ_V4_4FNS_UFO modeli dâhil edilerek üretilmiştir. Sinyal üretimi güçlü etkileşme yoluyla model-bağımsız olarak yapılmıştır. Parçacıkların bozunumu ve hadronizasyonu için Pythia8; hızlı detektör benzetimi için Delphes programları kullanılmıştır. Elde edilen Monte Carlo (MC) verileri ROOT makroları yardımıyla analiz edilmiştir. Bu araştırma, tek bir izole lepton (elektron veya müon), kayıp enine momentum ve büyük enine momentuma sahip en az dört jet (2'si b etiketli) içeren olaylara odaklanmıştır. İstatistiksel anlamlılık (SS) hesaplamaları VLQ Y değişmez kütlesinin yeniden yapılandırılmasına dayanmaktadır. Çalışma sonuçlarına göre, 3σ anlamlılık seviyesi için Y_Had kütle limiti  L_int=3 ab^(-1) ve L_int=30 ab^(-1) için, sırasıyla ~1850 GeV ve ~2550 GeV'dir. 5σ anlamlılık seviyesi içinse sırasıyla ~1550 GeV ve ~2230 GeV'dir. Bununla birlikte, 3σ anlamlılık seviyesi için Y_Lep kütle limiti  L_int=3 ab^(-1) ve L_int=30 ab^(-1) için, sırasıyla ~2300 GeV ve ~2650 GeV'dir. 5σ anlamlılık seviyesi içinse sırasıyla ~2050 GeV ve ~2550 GeV'dir. Bu kütle limitleri güncel deneysel kütle limitlerinden daha büyüktür. Bunun yanında Y_Lep kütlesi, Y_Had kütlesine göre daha büyük limitlere sahiptir. Yüksek kütle merkezi enerjisi ve yıllık ışınlığa sahip FCC-hh, vektör benzeri kuarkları üretmek için büyük bir potansiyele sahiptir.

Abstract:
In this thesis, we investigate pair production of Vector Like Quark (VLQ) Y at FCC-hh (Future Circular Collider hadron-hadron) with √s=100 TeV and L_int=3 ab^(-1), L_int=30 ab^(-1) integrated luminosities. In this study, pp→YY ̅→WbWb ̅→lbqq ̅'b ̅ signal and relevant background events have been generated by including the VLQ_V4_4FNS_UFO model into the MadGraph5_aMC@NLO program. Signal generation has been performed model-independent via strong interaction. Pythia8 program is used for decay and hadronization of particles, Delphes package is used for fast detector simulation. The obtained Monte Carlo (MC) data were analyzed with the help of ROOT macros. The search has focused on events with a single isolated lepton (electron or muon), missing transverse momentum, and at least four jets (2 of them tagged b) with large transverse momenta. Statistical significance (SS) calculations are based on reconstruction of the VLQ Y invariant mass. According to the study results, the Y_Had mass limit for the significance 3σ level is ~1850 GeV and ~2550 GeV for L_int=3 ab^(-1) and L_int=30 ab^(-1), respectively; For the significance 5σ level, they are ~1550 GeV and ~2230 GeV, respectively. However, the Y_Lep mass limit for the significance 3σ level is ~2300 GeV and ~2650 GeV for L_int=3 ab^(-1) and L_int=30 ab^(-1), respectively; For the significance 5σ level, they are ~2050 GeV and ~2550 GeV, respectively. These mass limits are greater than current experimental mass limits. Besides, the Y_Lep mass has larger limits than the Y_Had mass. With its high center-of-mass energy and integrated luminosity, FCC-hh has great potential to generate vector like quarks.