Büyük hadron çarpıştırıcısında W+BJET son durumlu yukarı sektör yeni kiral kuarkın ve uyarılmış kuarkın rezonant üretimi

Tez Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik (Yl) (Tezli), Türkiye

Tez Danışmanı: Orhan Çakır

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Özet:

Bu tezde Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (LHC) kütle merkezi enerjisi √s=13 TeV için yukarı sektör yeni kiral kuarkların (U^') ve uyarılmış kuarkların (U^*) W+bjet son durumlarının araştırılması yapılmıştır. Çarpışma sürecinin olay üretimleri MadGraph5 ile FeynRules bünyesindeki VLQ_Chromomagnetic modeli kullanılarak yapılmıştır. Hadronlaştırma ve bozunum için PYTHIA8, algıç benzetimi için Delphes kullanılarak elde edilen Monte Carlo verileri, ROOT veri analiz yazılımından Python betikleri aracılığıyla analiz edilmiştir. Bu yeni ağır kuarkların rezonant üretimi tesir kesitleri hesaplanıp etkileşme köşelerinde belirtilen bağlaşımlara ve yeni fizik ölçeği seçimi için kütleye bağlı tesir kesiti sonuçları elde edilmiştir. Üretim ve bozunum sürecinin kinematik dağılımları parametrelere bağlı olarak gösterilmiştir. Sinyal süreci ile benzer son durum veren ardalan süreçleri incelenmiş ve bu ardalanlar için de son durum parçacıklarının kinematik dağılımları gösterilmiştir. Yeni ağır kuarkların seçilen kütle değerleri için değişmez kütle dağılımlarında, sinyali ardalandan ayırmak için çeşitli kesmeler uygulanmış ve sinyal-ardalan kinematik parametreleri üzerinde optimizasyon yapılmıştır. Bu değişmez kütle dağılımlarında kütlenin %20'si kadarlık bir aralıkta, LHC'nin 100 fb-1 toplanmış ışınlığı için sinyal ve ardalan olay sayıları hesaplanarak istatistiksel anlamlılık formülü uygulanmıştır. Bu sonuçlar, modeller arasındaki parametre dönüşümleri uygulanarak yeni kiral kuarklardaki ve uyarılmış kuarklardaki sonuçlara dönüştürülmüş ve sinyalin gözlenebileceği parametre bölgeleri belirlenmiştir. Böylelikle, bugünkü sınırlamalar da dikkate alındığında yeni ağır kuark kütlelerinin M_Q>1.5 TeV TeV olması gerektiği ve bağlaşımlara bağlı olarak M_Q<3.5 TeV TeV kütleye kadar araştırılabileceği belirlenmiştir. Deneysel olarak LHC Run I'de yeni ağır kuarkların henüz keşfedilmemiş olması, kütlelerinin büyük veya bağlaşımlarının küçük olabileceği şeklinde yorumlanmıştır ve Run II verileri ile yapılacak analizlerde sinyal gözlenmemesi durumunda yeni ağır kuarklar üzerine daha güçlü sınırlama getirilebilecektir.