Measurement of the N-jettiness variables in the production of Z boson events with the CMS detector and performance of its electromagnetic calorimeter
Mesure des variables de N-jettiness dans la production d'événements de bosons Z avec le détecteur CMS et performance de son calorimètre électromagnétique
Résumé
This thesis presents the measurements of differential cross section of Z boson production in association with jets in proton-proton collisions at center of mass energy of 13 TeV. The analysed data has been collected by the CMS experiment of LHC during the year 2018 and corresponds to an integrated luminosity of 59 fb⁻¹. The cross section is measured as a function of track-based event shape variables: zero-jettiness, one-jettiness and sum of the transverse momentum of particles, and jet-based event shape variables: τ sum and τ max. The measurements of event shape variables are performed for the events where pairs of muons are produced in the decay of a real Z boson with an invariant mass between 76 and 106 GeV. Track-based varibales are also measured for off shell Z bosons with an invariant mass between 125 and 150 GeV, 150 to 350 GeV and 350and 1500 GeV and in four different Z boson transverse momentum regions. The measurements have been compared with three types of theoretical predictions with LO, NLO and NNLO QCD accuracies obtained with two MC generators, MadGraph5_amc@nlo and Geneva.Part of the thesis is devoted to the studies of the performance and intercalibration of Electromagnetic calorimeter (ECAL) during Run 2 data taking period (2016, 2017 and 2018). This subtedector is crucial for detection of photons and electrons, therefore it is very important for many searches at CMS. With the constant monitoring and calibration excellent performance was obtained. The resolution during Run 2 was at the level of 1.7 in the low pseudorapidity region. It was also shown that the performance from Run 2 is very close to the one from Run1 despite ageing of the detector and much higher instantaneous luminosity.
La mesure de sections efficaces différentielles de la production de bosons Z en association avec des jets dans les collisions proton-proton à l'énergie du centre de masse de 13 TeV est présentée dans cette thèse. Les données analysées ont été collectées par l'expérience CMS du LHC au cours de l'année 2018. Elles correspondent à une luminosité intégrée de 59 fb⁻¹. La section efficace est mesurée en fonction de variables de forme d'événement (event shape variable) utilisant les traces des particules, la zero-jettiness, l'un-jettiness, la somme des moments transversaux des particules, ainsi des variables de forme d'événement utilisant les jets : τ sum et τ max. Les variables de forme d'événement sont mesurées sur des événements avec une paire de muons produite par la désintégration d'un boson Z réel de masse invariante comprise entre 76 et 106 GeV. Elles sont également mesurées pour un boson Z virtuel pour différents intervalles de masse, entre 125 et 150 GeV, 150 et 350 GeV, 350 et 1500 GeV, et dans quatre régions de moment transversal de bosons Z différentes. Les mesures sont comparées avec trois prédictions théoriques, avec des précisions QCD LO, NLO et NNLO, obtenues avec deux générateurs Monte-Carlo, MadGraph5_amc@nlo et Geneva. La seconde partie de la thèse est consacrée à l'étude des performances et de l'intercalibration du calorimètre électromagnétique (ECAL) pendant la période de prise de données Run 2 (2016,2017 et 2018). Ce détecteur est crucial pour la mesure des photons et des électrons et donc très important pour de nombreuses recherches à CMS. Grâce à un monitorage et un étalonnage constants, d'excellentes performances ont été obtenues. La résolution pour le Run 2 est de 1,7% dans la région à bas pseudorapidité. Il a également été démontré que les performances du Run 2 sont très proches de celles du Run 1 malgré le vieillissement du détecteur et une luminosité instantanée beaucoup plus élevée.
Origine : Version validée par le jury (STAR)