img
Inclusive Jet pT Cross Section Measurement at √s = 13 TeV with Low Pile-Up Data in the CERN-CMS experiment
Tez Türü Doktora
Ülke Türkiye
Kurum/Üniversite Kafkas Üniversitesi
Enstitü Fen Bilimleri Enstitüsü
Anabilimdalı Fizik Ana Bilim Dalı
Tez Onay Yılı 2022
Öğrenci Adı ve Soyadı Sevgi TEKTEN
Tez Danışmanı PROF. DR. MİTHAT KAYA ; DOÇ. DR. MİKKO VOUTILAINEN
Türkçe Özet Bu tezde 2017 yılının sadece yıl sonunda çalışmaları yapılmak üzere özel olarak toplanan düşük pile-up verileriyle kapsamlı jet tesir kesiti ölçümleri yapılmıştır. Bu özel verilerin kütle merkezi enerjisi yılın diğer zamanlarında alınan verilerle aynı olup 13 TeV'dir. CMS tarafından kaydedilen ışıklılık 2017 ve diğer veri alım surecindeki veriler için yaklaşık olarak 40 fb-1'a ulaşırken, low pile-up verileri için kaydedilen toplam ışıklılık değeri 220 pb-1 'dir. Yüksek ışıklılık çok daha fazla sayıda çarpışmanın olduğunun bir göstergesidir ama ek çarpışma olarak adlandırılan daha fazla pile-up'i da beraberinde getirir ki bu istenmeyen bir durumdur. Pile-up etkisini azaltmak için jetler, kümelenmeden önce pile-up dan geldiği bilinen yüklü hadronları çıkarma işlemi (Charge Hadron Subtraction-CHS) yöntemiyle yeniden yapılandırılmıştır. Parçacık akısı (Particle Flow-PF) jetler yeniden yapılandırılırken anti_kT jet algoritması uygulanılmıştır ve jet koni yarıçapı R=0.4 olarak seçilmiştir. Low pile-up kapsamlı jet tesir kesiti ölçümleri detektörün yüksek rapidity bölgelerini de (||<4.7) kapsayıp, momentumu 15 GeV' ye kadar inmektedir. Kapsamlı jet çalışmasının MC kısmı düşük pile-up verilerine uygun olan, pile-up'i olmayan, EpsilonMC ile gerçekleştirilmiştir. Momentumu 15 GeV'den başlayan MC'ye ek olarak momentumu 5 GeV'den ve 10 GeV'den başlayan iki MC eklenmiştir. Bu iki ek MC, ilk defa bir analizde kullanılmıştır ve onların düşük pT 'lerdeki etkisi gösterilmiştir. Böylece low pile-up verileriyle kapsamlı jet tesir kesiti ölçümlerinde data-MC uyumu sağlanmıştır.Analiz sonunda 2017 düşük pile-up verilerinin tesir kesiti hesaplamalarının sonuçlarının 2017 yüksek pile-up, 2016 ve de 2018 verilerinin sonuçları ile uyumlu olduğu gösterilmiştir.Analiz boyunca yüksek pile-up analizi ile çalışmalar birlikte yürütülmektedir. Her iki analiz sonunda iki sonucu birleştirerek momentumu 15 GeV'den 4500 GeV'ye kadar olan kapsamlı jet tesir kesiti ölçülmüş olacaktır.Anahtar Kelimeler: CMS, jet, kapsamlı jet tesir kesiti ölçümü, ışıklılık (luminosity), düşük pile-up, yüksek pile-up.
İlgilizce Özet In this thesis, inclusive jet cross-section measurements are made with the low pile-up data collected specifically for studies only at the end of 2017. The center of mass energy of these special data is the same as the data taken at other times of the year and is 13 TeV. The luminosity recorded by the CMS reached approximately 40 fb-1 for data in 2017 other data acquisition process, while the total integrated luminosity value for low pile-up data was 220 pb-1. High luminosity is an indication of many more collisions, but it also brings with it many more additional collisions, called pile-up, which is undesirable. To reduce the pile-up effect, the jets are reconstructed for analysis by removing charged hadrons (Charge Hadron Subtraction-CHS) known to come from the pile-up before the jets clustering. While reconstructing the particle flow (PF) jets used in this thesis, anti_kT jet algorithm was applied and the jet cone radius was chosen as R=0.4. Low pile-up inclusive jet cross-section measurements including the detector's high rapidity regions (||<4.7) and its momentum goes down to 15 GeV.The MC part of the inclusive jet work is carried out with EpsilonMC, which is suitable for low pile-up data and does not have pile-up. In addition to the MC with momentum starting from 15 GeV, two MCs with momentum starting from 5 GeV and 10 GeV are added. These two additional MCs have been used for the first time in an analysis and their effect on lower pT has been demonstrated. Thus, data-MC compatibility has been achieved in inclusive jet cross section measurements.At the end of the analysis, it has been shown that the results of the cross-section measurements of the 2017 low pile-up data are compatible with the results of the 2017 high pile-up, 2016, and 2018 data.During the analysis, studies are carried out together with high pile up analysis. At the end of both analyzes, an inclusive jet cross-section measurement with momentum from 15 GeV to 4500 GeV will be achieved by combining the two results.Key Words: CMS, jet, inclusive jet cross section measurement, luminosity, low pile-up, high pile-up.