Medida de la sección eficaz y masa del quark top en las desintegraciones dileptónicas de pares top-antitop en el experimento CMS del LHC

Abstract

Los estudios realizados se encuadran en el experimento CMS del acelerador LHC del CERN. Se han presentado las perspectivas para llevar a cabo en dicho experimento varios estudios realizados a partir de detecciones de pares top-antitop que se desintegren dando lugar a dos leptones cargados. Se ha presentado una selección de sucesos basada en un proceso robusto de selección secuencial en la que se han identificado variables óptimas para llevar a cabo una selección de sucesos top-antitop dileptónicos con fondo casi nulo. Se ha mostrado que incluso en las condiciones más pesimistas, entendidas en términos de la respuesta del detector y de la posibilidad de usar observables como la energía transversa no medida o variables de identificación de b-jets, se puede obtener una selección muy poco contaminada que contenga varias docenas de sucesos de señal para una luminosidad integrada de 100 picobarns inversos, y que haga posible la primera detección de sucesos top-antitop en este canal con suficiente significancia estadística para luminosidades integras tan bajas como 10 picobarns inversos. Se ha mostrado que la incertidumbre asociada a la medida de la sección eficaz de producción de pares top-antitop con los primeros 100 picobarns inversos estaría dominada por efectos sistemáticos, siendo la incertidumbre relativa en general menor que el 25%. Este análisis se ha repetido para dos valores diferentes de la energía en centro de masa de las colisiones protón-protón: 10 TeV y 14 TeV. Se ha descrito un método para medir la masa del quark top usando este canal que previsiblemente será posible utilizar en una fase mas avanzada de la toma de datos de CMS, siendo el resultado principal que las diferentes incertidumbres sistemáticas que afectan a esta medida sean en esa fase menores que 1 GeV/c2.