Promotiebericht
Nikhef, 19-11-2009
Vooruitzicht op eerste top quark fysica met ATLAS
De Large Hadron Collider (die deze maand van start is gegaan) zal proton-proton botsingen produceren met een ongeëvenaard hoge energie. De ATLAS detector is ontworpen om de deeltjes die geproduceerd worden in de LHC botsingen te meten. Erik van der Kraaij, promovendus aan het Nikhef, heeft in zijn onderzoek bijgedragen aan de ingebruikname van de ATLAS detector en heeft een analyse opgezet om top quarks te bestuderen. Hij verdedigt zijn proefschrift vrijdag 4 december 2009 aan de Universiteit van Amsterdam.
Van der Kraaij heeft meegewerkt aan het gereedmaken van de ‘SemiConductor Tracker’ (SCT), een silicon strip detector in de binnenste lagen van de ATLAS detector. Uit zijn studie blijkt dat de SCT volgens specificaties functioneert. In de studie is extra aandacht besteed aan de werking van het koelsysteem van de SCT.
Hij heeft ook bijgedragen aan het kalibreren van de energieschalen voor de reconstructie van de botsingen in de ATLAS detector. Er is een specifieke kalibratie van de detector voor de waarneming van top quarks uitgevoerd. De grote massa van de top quark heeft invloed op de interacties tussen alle deeltjes in het Standaard Model en op de eigenschappen van voorspelde deeltjes in nieuwe theorieën. Gebruikmakend van gesimuleerde botsingen worden de schalen van de jet energie en van de ongedetecteerde transversale energie in verval van top quark paren gekalibreerd. De studie toont dat de twee gecorreleerde schalen onafhankelijk gekalibreerd kunnen worden.
Van de Kraaij presenteert in zijn proefschrift een analyse om de doorsnede van W bosonen en top quark paren te meten. Het signaal waargenomen met de ATLAS detector van een W boson kan op dat van een top quark paar lijken. Wanneer het laatste bestudeerd wordt, dan zal de achtergrond die de W bosonen vormen geïdentificeerd moeten worden.
Voor deze studie worden botsingen gebruikt met twee, drie of vier jets; een jet is het waarneembare object ontstaan uit een quark of een gluon. Vervolgens wordt via een `likelihood methode’ de meest waarschijnlijke samenstelling van top quarks en W bosonen bepaald. De analyse is getest op gesimuleerde botsingen. Van der Kraaij concludeert dat zodra de LHC botsingen zal produceren, een kleine hoeveelheid data genoeg zal zijn om de doorsnede van het W boson en die van top quarks tegelijkertijd te bepalen.
Erik van der Kraaij: First top quark physics with ATLAS – a prospect (pdf)
De promotie vindt plaats op vrijdag 4 december 2009, om 14:00 uur in de Agnietenkapel aan de Oudezijds Voorburgwal 231, Universiteit van Amsterdam.
Promotor: Prof. dr. S.C.M Bentvelsen
Copromoter: Prof. dr. P.J. de Jong
Contact: Erik van der Kraaij