Producción de J/ψ →e⁺e^- en ATLAS a sqrt(s)=7 TeV : Determinación de la eficiencia del Trigger de e/γ con 45/pb^-1 de datos para la búsqueda del Higgs en el canal H → γ γ

El enfoque general de este trabajo de Tesis está puesto en el sistema de trigger de ATLAS para electrones y fotones, con especial énfasis en la búsqueda del Higgs del Modelo Estándar. En el capítulo 2 se describe el Modelo Estándar de las partículas fundamentales y sus interacciones y el mecanismo de Higgs para el rompimiento espontáneo de simetría electrodébil. En el capítulo 3 se introducen los modelos de producción de quarkonium en colisionadores de hadrones, enfocados en la producción del J/ψ en el LHC. El capítulo 4 describe los mecanismos de producción del Higgs del Modelo Estándar para distintos valores de la masa del Higgs y su decaimiento a dos fotones. La descripción del detector ATLAS y los subdetectores se encuentran en el capítulo 5, precedida de una breve descripción del LHC. El sistema de trigger de ATLAS está descripto en el capítulo 6 y la reconstrucción y selección de electrones y fotones se describe en el capítulo 7, en particular la selección en el trigger de ATLAS a cuya optimización se contribuyó en las etapas tempranas de esta Tesis. Los capítulos restantes contienen los estudios realizados para la presente Tesis Doctoral. En el capítulo 8 se presenta la primera observación del J/ψ en su canal de decaimiento a e<SUP>+</SUP> e<SUP>−</SUP> con distintos métodos de identificación de electrones. En el capítulo 9 se describe la primera determinación del desempeño del trigger de electrones de ATLAS con la señal observada del J/ψ →e + e − implementando un método de sustracción del fondo desarrollado para este fin e incluyendo la estimación de incertezas sistemáticas. Dado que electrones y fotones dejan prácticamente la misma señal en el calorímetro electromagnético, es posible determinar la eficiencia de reconstrucción y trigger de fotones a partir de resonancias en e<SUP>+</SUP> e<SUP>−</SUP>. La observación de J/ψ →e<SUP>+</SUP> e<SUP>−</SUP> como fuente de electrones de alta pureza y la determinación de la performance del trigger de electrones son el primer paso en esa dirección. Por último, el capítulo 10 contiene un estudio detallado del desempeño del trigger de fotones obtenido a partir de eventos simulados Montecarlo H→ γγ y utilizando candidatos fotones en datos reales de ATLAS colectados durante 2010. Los resultados de este estudio han sido implementados en el primer análisis de procesos de dos fotones en estado final en ATLAS para la determinación de la sensibilidad en el descubrimiento del Higgs del Modelo Estándar a energías de centro de masa de 7 TeV. Doctor en Física Universidad Nacional de La Plata