Study of WWZ in fully leptonic final state production in proton-proton collisions at High-Luminosity LHC
고휘도 LHC 환경에서 양성자-양성자 충돌로 생성된 WWZ가 모두 렙톤으로 붕괴하는 과정 연구
- 주제(키워드) 도움말 LHC , CMS
- 발행기관 경북대학교 대학원
- 지도교수 도움말 박정식
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 물리학과
- 세부전공 입자물리학
- 세부분야 해당없음
- 원문페이지 v, 43 p.
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/knu/000000106216
- UCI I804:22001-000000106216
- 본문언어 영어
- 참고문헌 p. 35-39
- 저작권 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약 도움말
고휘도 LHC (HL-LHC) 프로젝트는 여태까지 가능하지 않았던 방대한 양의 데이터 획득을 목표로 진행되고 있다. 2029년부터 가동될 HL-LHC는 관측 가능성이 희박한 물리 현상을 발견할 수 있을 것으로 기대된다. 이 현상들 중 WWZ 보손 생성 과정은 이론적으로 가능하지만 아직 관측되지 않은 현상으로, 표준 모형의 정밀 검증에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 HL-LHC 환경에서 WWZ 세 보손들이 모두 렙톤으로 붕괴하는 프로세스의 관측 가능성을 보고한다. CMS 환경 시뮬레이션을 통해 생성된 데이터를 이용해 모의 실험을 진행했다. 배경 사건에서 신호 사건을 효과적으로 분리하기 위해 기계 학습 알고리즘 중 하나인 심층신경망을 사용하였다. 3000 fb^-1 환경에서 배경 사건과 신호 사건의 수는 각각 55.73, 42.54로 예상된다. 가설 검정을 위해 계산한 p-값은 1.09 * 10^-7 으로, 연구에서 설정한 유의 수준인 2.9 * 10^-7 보다 작은 것을 확인했다. 또한 약 2800 fb^-1 이상의 휘도에서 5 sigma 관측이 가능함을 보였다.
more목차 도움말
1. Introduction 1
2. Theoretical Motivation 3
2.1. Standard Model 3
2.2. Multi-boson production 5
2.3. WWZ Production 7
3. Experimental Apparatus 8
3.1. Accelerator 8
3.1.1. Large Hadron Collider 8
3.1.2. High Luminosity LHC 9
3.2. Detector: Compact Muon Solenoid 10
3.2.1. Superconducting Solenoid 11
3.2.2. Tracker 12
3.2.3. Calorimeter 12
3.2.4. Muon Chamber and Return Yoke 14
4. Analysis 15
4.1. Simulation Data Production 15
4.2. Particle Identification and Preselection 16
4.3. Selection and Machine Learning 20
4.3.1. Data Preprocessing 21
4.3.2. Training Model 23
4.3.3. Training Results 24
5. Selection Optimization 27
5.1. Definition of Significance 27
5.2. Optimization applied to DNN 27
5.3. Signal Region 29
5.4. Hypothesis Testing 31
6. Results 33
7. Conclusion 34
References 35
Abstract in Korean 40
APPENDICES 41
