Browsing by Author "Lotti, Mikko"

Hiukkasfysiikan standardimalli on yksi nykypäivän tarkimmista teorioista. Vuonna 2012 tapahtuneen Higgsin bosonin havaitsemisen myötä olemme havainneet kaikki alkeishiukkaset ja niiden väliset vuorovaikutukset, jotka standardimalli ennustaa. Tarkkuudestaan huolimatta hiukkasfysiikassa on kuitenkin edelleen ilmiöitä, joita standardimalli ei kykene selittämään. Standardimallin laajennuksiksi kutsutut teoriat pyrkivät selittämään standardimallin avoimia kysymyksiä ja useat laajennukset ennustavat myös uusia hiukkasia. Tämä opinnäytetyö keskittyy kahden-Higgsin-dubletin malleihin joka kuuluu standardimallin laajennuksiin. Nämä mallit ennustavat yhden sijasta yhteensä viisi Higgsin bosonia, joista kaksi on sähköisesti varattuja. Analyysi, joka on myös esitelty tässä opinnäytetyössä, pyrkii havitsemaan nämä kaksi sähköisesti varattua Higgsin bosonia. Tähän käytetään dataa, joka on kerätty suurella hadronitörmäyttimellä (eng. Large Hadron Collider) käyttäen kompaktia myonisolenoidi-hiukkasilmaisinta (eng. Compact Muon Solenoid). Data kerätään törmäyttämällä protoneita yhteen suurella energialla. Suuri energia mahdollistaa uusien hiukkasten syntymisen ja näitä lopputuotteita tutkimalla voidaan selvittää syntyikö törmäyksessä mahdollisesti eksoottisia, jopa standardimallin ulkopuolisia hiukkasia, kuten sähköisesti varattuja Higgsin bosoneja. Protonisuihkut törmäävät jopa 40 000 000 kertaa sekunnissa, minkä takia dataa syntyy nopeammin kuin sitä ehditään tallentaa. Tästä syystä tapahtumien lukumäärää on leikattava, mikä tapahtuu käyttämällä liipaisua (eng. trigger system). Liipaisu koostuu hiukkasilmaisimen laitteistoon asennetuista komponenteista sekä laitteiston ulkopuolisista tietokoneohjelmistoista, jotka päättävät mitä osia kerätystä datasta on syytä tallentaa. Liipaisu on suunniteltu niin, että valinnan läpäisevät esimerkiksi hyvin energeettiset hiukkaset, jotka saattavat olla lähtöisin mielenkiintoisista kohteista. Liipaisun jälkeen datan määrä on vähentynyt niin että se on mahdollista kirjoittaa levylle tallennusta varten. Tässä opinnäytetyössä esitän uuden menetelmän mitata liipaisun tehokkuutta. Tehokkuus määritellään liipaisun valintaan sisään tulevien hiukkasten ja valinnan läpäisseiden hiukkasten lukumäärien suhteena. Uusi menetelmä sovittaa mitattuun ja simuloituun liipaisun tehokkuuteen funktion ja näin vähentää tehokkuuden mittauksen systemaattista epävarmuutta. Tämä pienentää koko analyysin systemaattisia virhelähteitä ja parantaa lopullisia tuloksia.