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En esta tesis se presenta la medición de la sección eficaz de masa invariante entre pares de jets producidos en colisiones protón-protón a una energía de centro de masa de 13 TeV. Los datos fueron colectados por el detector ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones del Laboratorio CERN durante el año 2015. Las mediciones de la sección eficaz fueron comparados cuantitativamente con las predicciones teóricas del Modelo Estándar (ME) a orden siguiente al dominante (NLO) corregidas por efectos no pertubativos. Estos estudios ponen a prueba el ME por posible evidencia de nueva física. A su vez, la producción de jets contiene información acerca de la distribución partónica dentro del protón y de la constante de acoplamiento fuerte ↵s, lo que permite mejorar el conocimiento de QCD a una escala de energía nunca antes alcanzada. Los resultados xperimentales mostraron estar en acuerdo con las predicciones teóricas, validando por primera vez el ME a 13 TeV en lo que respecta a la producción de pares de jets. Por otro lado, se desarrollaron técnicas de aprendizaje automático para la identificación de jets provenientes de bosones W en medio de un fondo dominante de jets de QCD, tarea fundamental para la búsqueda de partículas masivas producto de nueva física o para la mejora de precisión de las propiedades del Higgs. El modelo propuesto en esta tesis está basado en redes neuronales adversarias, el cual permite lograr un clasificador no correlacionado con ciertos observables físicos de interés, como la masa del jet. Esto es importante pues ciertas búsquedas de nueva física en ATLAS son sensibles a efectos no deseados introducidos por la correlación entre la variable discriminante y la masa del jet, lo que resulta en la reducción de la significancia estadística del analisis. Estudios realizados en simulaciones Monte Carlo muestran mejoras significativas respecto a otros métodos analíticos y de multivariable utilizados tradicionalmente en ATLAS, resultando por lo tanto prometedor para futuras búsquedas de nueva física.

En esta tesis se analiza el comportamiento de la radiación fotosintéticamente activa (PAR) incidente en la superficie del suelo para dos condiciones: en plano horizontal y en planos con diferentes inclinaciones orientados hacia el Norte en Luján. Se modela la relación existente entre los flujos incidentes en uno y otro plano, evaluando si se registran o no variaciones en función de las condiciones de cielo, época del año o escala temporal de integración. En primer lugar, se evalúa el desempeño de una serie de sensores para medir la irradiación fotosintéticamente activa fabricados en el Departamento de Energía Solar de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) mediante un análisis comparativo contra un sensor comercial de uso difundido, ya que estos sensores serán utilizados para el abordaje de esta tesis. En segundo lugar, se estudia y se modela la PAR en plano horizontal en función de la irradiación global, ya que este último es el dato del que se dispone habitualmente. Además, sólo conociendo correctamente lo que ocurre en el plano horizontal es posible estimar de manera certera lo que incide en algún plano inclinado. En tercer lugar, se analiza la relación entre la PAR incidente en cuatro planos inclinados y la incidente en el plano horizontal y se propone una expresión de validez local. Finalmente se estima a partir de diferentes modelos disponibles en la bibliografía la PAR incidente en esos mismos cuatro planos inclinados y se comparan los valores obtenidos con los medidos en Luján, determinando así cuáles son los modelos más apropiados para ser utilizados en nuestra región de interés.

La reacción 25Mg(p,γ) es el principal mecanismo de producción estelar del radioisótopo 26Al. Dada la vida media del 26Al(τ~ 10 6 a), este radioisótopo puede escapar de la estrella que lo origina y decaer en el medio interestelar. La detección de la radiación gamma generada en este decaimiento permite rastrear los sitios de producción de 26 Al en la Vía Láctea y ajustar así los modelos de nucleosíntesis. Para esto último es necesario, además, precisar la tasa de producción de la reacción resonante 25Mg(p,γ)26 Al en el rango de energías estelares. Previo a este estudio, las intensidades de las resonancias de esta reacción se determinaron mediante la detección en línea de rayos gamma de desexcitación del núcleo compuesto 26Al. Sin embargo, a las energías estelares, muy por debajo de la barrera coulombiana, la reacción tiene una producción en extremo baja y su medición se dificulta por causa del fondo gamma ambiental y el fondo producido por reacciones en elementos contaminantes. Para eludir estos inconvenientes, en este trabajo se desarrolló un método de medición alternativo, basado en la alta sensibilidad de la espectrometría de masas con aceleradores (AMS). En este método, se bombardean blancos de MgO con un gran número de protones (del orden de 10 19)a las energías de resonancia. A continuación, estos blancos son tratados químicamente, agregando y homogeneizando una cantidad bien determinada del isótopo estable 27 Al y eliminando el Mg que lo componía originalmente. Las muestras así generadas contienen el 26Al producido en la reacción p + 25Mg y la cantidad de los mismos se determina midiendo la concentración 26Al/27Al mediante la técnica AMS. La pequeña cantidad de 26Al presente en las muestras (del orden de 10 6 - 10 7 átomos) hizo necesario optimizar la eficiencia de detección. A estos efectos, las mediciones de concentración de las muestras se realizaron extrayendo es estas el ion molecular 26AlOˉ de la fuente de iones. Dado que el ion molecular es hasta 25 veces más prolífico que el ion atómico Alˉ utilizado usualmente, su empleo permitió incrementar la eficiencia de detección hasta un valor de 4 x 10ˉ5. Como contrapartida, el ion molecular 26AlOˉ sufre la interferencia del ion isobárico 26MgOˉ. Por lo tanto, la aplicación de este método requirió la supresión del 26Mg, la cual se efectuó mediante la técnica de imán con gas y una separación química muy selectiva. A este fin se desarrolló un procedimiento químico que redujo la presencia de 26Mg a niveles del orden de 5 ppm en muestras de 500 μg de Al. Esta supresión de la interferencia isobárica, conjuntamente con la eficiencia de detección lograda, permite detectar la presencia de 26Al en muestras conteniendo tan sólo 10 5 átomos de este isótopo. Mediante este nuevo método se determinó la intensidad de tres resonancias de la reacción 25Mg(p,γ)). Estas resonancias, con energías E lab p = 316,1; 389,0 y 434,5 keV dominan la producción estelar de 26Al en novas y presupernovas (0,1 GK <~ T <~ 1,5 GK). Los resultados los obtenidos en este trabajo coinciden con las mediciones más recientes de estas resonancias.

Fil:Bossio Sola, Jonathan David. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

La presente tesis describe la búsqueda de quarks top producidos de manera simple (a diferencia de la producción en pares top-antitop) a través de un vértice de la interacción electrodébil en colisiones protón-antiprotón a una energía de centro de masa de raiz cuadrada de s=1:96 TeV. El análisis utiliza un total de 2.3 fb*-1 de datos colectados con el detector DØ en Fermilab, correspondientes a dos períodos diferentes de corrida del colisionador Tevatron. En el Tevatron son dos los canales que contribuyen a la producción simple de quarks top, el canal s y el canal t. En el canal s, la aniquilación de un quark y un antiquark produce un bosón W virtual, el cual luego decae en un quark top y un quark bottom. El quark top decae casi de manera exclusiva en un bosón W y un quark bottom. Aquí se consideran los estados finales en los que el bosón W decae leptónicamente en un electrón o un muón más un neutrino. Así, a nivel del detector, el estado final que caracteriza al canal s contiene un leptón, energía faltante que da cuenta del neutrino, y dos jets correspondientes a los dos quarks bottom. En el canal t, el estado final contiene un jet adicional proveniente de un quark liviano. Claramente, una reconstrucción precisa de los eventos requiere una medición precisa de la energía de los jets. Dado que la cantidad de eventos de fondo es enorme aún después de aplicar una selección de eventos, se utiliza una técnica de multivariables, redes neuronales bayesianas, para separar la señal del fondo. Para medir la sección eficaz de quarks top simples se computa una probabilidad bayesiana. Asumiendo que el exceso observado se debe a eventos de quarks top simples, la sección eficaz de producción de quarks top simples medida es sigma(p p -> tb + X, tqb + X) = 4:70*(+1,18) pb. (-0,93) El exceso observado se asocia con un valor-p de (3.2 +/- 2.3)x10*(-8), asumiendo la hipótesis de la presencia de únicamente eventos de fondo. Dicho valor-p corresponde a un exceso sobre el fondo de 5.4 desviaciones estándar para una densidad gaussiana. El valor-p computado usando la sección eficaz del modelo estándar de 3.46 pb para la señal es (22.7 +/- 0.6)x10*(-6), correspondiente a una significancia esperada de 4.08 desviaciones estándar.

Se presenta la medición de la sección eficaz diferencial inclusiva de jets en colisiones pp a una energía del centro de masa de √s = 1.8 TeV. La medición se realiza en función de la energía transversa del jet para seis intervalos de pseudorapidez η. El análisis se basa en una muestra de 13.1 ±1.8 pbֿ¹ tomados por el detector D0 en el Tevatrón del Fermi National Accelerator Laboratory durante 1992 - 1993 (run 1A). Esta medición es una prueba cuantitativa de la interacción fuerte, descripta por QCD. D0 ha extendido la medición de la sección eficaz diferencial inclusiva de jets a intervalos de pseudo-rapidez previamente inaccesibles. Por primera vez, se midió esta cantidad en el rango 2 < │η│ < 3, proveyendo nuevos datos experimentales para verificar las predicciones teóricas de QCD. Las mediciones fueron comparadas con los cálculos de QCD a orden NLO. Los cálculos y el experimento coinciden razonablemente para ET < 100 GeV en las regiones de pseudo-rapidez centrales (│η│ < 1) y frontales (2 < │η│< 3). El acuerdo es marginal en la región IC (1 < │η│ < 2), donde aún no existen estudios completos de los errores sistemáticos involucrados. Por encima de 100 GeV, las curvas experimentales están por encima de las teóricas. La discrepancia crece linealmente en función de ET, tendencia observada en todos los intervalos de η. Dada la magnitud del error de la medición, mayor que 30%, no es posible extraer, por el momento, información alguna que favorezca algún conjunto particular de funciones de distribución partónicas (PDF). Es necesario entender mejor las fuentes de error sistemático de manera de achicar la banda de incerteza. Eventualmente, sería posible en el futuro desechar algunos conjuntos de PDF, hacer una mejor verificación de QCD y establecer un nuevo límite inferior en la escala asociada a la estructura del quark.

Esta Tesis presenta la primera medición de la sección eficaz inclusiva de jets reconstruídos utilizando el algoritmo k┴ en un colisionador de hadrones. La medición se basa en una muestra de 87.3 pb-1, recolectada por el experimento DØ en el colisionador protón-antiprotón Tevatron de Fermilab durante los años 1994 y 1995. La sección eficaz, como función del momento transverso (pT) de los jets, presenta un acuerdo razonable con las predicciones teóricas realizadas al orden siguiente al dominante, excepto a bajo pT, donde el acuerdo es marginal. En este trabajo también se presentan resultados de la comparación entre jets k┴ y jets reconstruidos con el algoritmo de cono fijo. Tanto los datos experimentales como la simulación Monte Carlo indican que los jets k┴ (D = 1) son más energéticos que los jets de cono fijo (R = 0.7). Esta diferencia de energía explica la diferencia entre las secciones eficaces de k┴ y cono.

Fil:Aberle, Detlef A.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Esta Tesis presenta una medición preliminar de la vida media de un mesón B± a través de la reconstrucción de su cadena de decaimiento, y de la producción de quarks top en el canal de electrón mas jets, usando el método de vértices desplazados para la identificación de jets-b. Su principal contribución es el desarrollo, implementación y optimización del algoritmo de filtros de Kalman para la reconstrucción de vértices, y del método de vértices desplazados para identificar jets provenientes de la fragmentación de quarks b. Estos dos algoritmos forman ahora parte del paquete estandar de reconstrucción del experimento DØ, y explotan al máximo la tecnología de punta de los nuevos detectores de trazas recientemente instalados. El análisis está basado en datos tomados hasta abril de 2003 en el Colisionador hadrónico pp de Fermilab, correspondiente a una luminosidad integrada de 60pb^-1. La medición de τ=1.57±0.18 ps para el bosón B está de acuerdo con el valor aceptado de su vida media, y permite esperar un nivel de presición altamente competitivo para la toma de datos.

1. Se describe dos métodos para determinación de espectros de neutrones, incluyendo el cálculo completo de las correcciones por escape, y dos métodos para determinar intensidades totales por recuento de protones. 2. Fueron medidos los espectros de neutrones (de 5 a 15 MeV) de la reacción Li7(d,n)Be8 producida en el acelerador en cascadas (IMV) de la C.N.E.A.- Se determinó así mismo la distribución angular de la intensidad total de neutrones rápidos (1 a 15 MeV) alrededor del blanco (0-150°). 3. Los resultados del cálculo del Q de la reacción para los espectros medidios evidencian la existencia de los niveles de exitación del Be8: 2,8; 4,2 y 5 y el nivel 3,4 MeV todavía no resuelto antes en experiencias similares.