Este trabalho descreve o desenvolvimento de um simulador para as câmaras de expansão temporal / detectores de radiação de transição (TEC / TRD) do experimento PHENIX, instalado no Colisor de Íons Pesados Relativisticos (RHIC) do Laboratório Nacional de Brookhaven (BNL) nos EUA. O programa do RHIC prevê a produção e caracterização de um estado da matéria conhecido como plasma de quarks e glúons (QGP), através de colisões entre prótons, dêuterons e íons pesados com energias de centro de massa sqrt(s_NN) entre 20 e 200 GeV. O PHENIX, um dos quatro experimentos instalados no acelerador, é especializado na medida de sinais eletrofracos provenientes das colisões e o TEC / TRD é o único subsistema do PHENIX capaz de identificar elétrons de forma eficiente para momentos acima de 5 GeV/c. Um simulador para reprodução da resposta do detector à passagem de partículas foi desenvolvido e comparado a dados de um detector proporcional monofilar construído no Laboratório de Instrumentação e Partículas da USP, e aos dados do próprio TEC / TRD. Os resultados mostram um acordo razoável entre medidas e simulações. O uso do simulador deverá permitir o estudo de novos métodos e melhoras na capacidade de identificação de elétrons do sistema. / The present work describes the development of a simulator for the Time Expansion Chambers / Transition Radiation Detectors (TEC / TRD) of the PHENIX experiment, installed at the Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) of Brookhaven National Laboratory (BNL). The main goal of the RHIC project is the production and study of a state of matter known as Quark Gluon Plasma (QGP), through collisions of protons, deuterons and heavy ions at center of mass energies sqrt(s_NN) ranging between 20 and 200 GeV. PHENIX, one of the four experiments of the accelerator, is dedicated to measuring electroweak signals arising from the collisions, and TEC / TRD is the only subsystem capable of identifying efficiently electrons with momenta above 5 GeV/c. A simulator to reproduce the detector response to the passage of particles was developed and compared to data from a single wire proporcional counter and from TEC / TRD itself. The results show reasonable agreement between measurements and simulations. The use of the simulator allows studies of new methods and possibly improvements in the electron identification capability of the system.

This thesis will present results on the measurement of Z boson production in the electron channel associated with b-jets in proton-proton collision at 13 TeV, a measurement of fundamental interest in precision measurements and physics searches. This measurement represents important precision tests of perturbative QCD and provides information related to the b-quark inside of the proton. This measurement also represents one of the main sources of background in top quark production studies, Higgs precision measurements and the search for supersymmetric particles. The results on cross section measurements and kinematic distributions presented in this work have been unfolded to particle level and are compared to the four and five flavor schemes in Monte Carlo generators, showing that the predictions are consistent within the experimental uncertainties. In this thesis it will be also shown results of the development of the new event selection system proposed for high luminosity measurements. This system will be implemented during the second LHC long shutdown (2019-2020), which involves studies on the reconstruction of electrons using the concept of supercells, where the fine granularity of the cells of the ATLAS Liquid Argon detector is exploited to mitigate the problems to be found in high luminosity conditions. One of the problems is the increase of pile-up, caused by secondary collisions of protons in the same event, generating a large number of low pT jets that can be erroneously identified as electrons. The studies in this work introduce new discriminants based on the electromagnetic shower shape, showing that is possible to further reduce the rate of low pT jets maintaining a good performance on electron reconstruction. / Esta tese apresentará resultados da medida da produção de bósons Z no canal de elétrons associado com jatos b em colisões próton-próton a 13 TeV, uma medida de fundamental interesse em medidas de precisão e buscas por nova física. Essa medida representa importantes testes de precisão da QCD perturbativa e prove informações relacionadas ao quark b dentro do próton. Essa medida também representa uma das principais fontes de background na produção do quark top, medidas de precisão do Higgs e na busca de partículas supersimétricas. Os resultados na medida da seção de choque e distribuições cinemáticas apresentadas neste trabalho são comparados com os esquemas de quatro e cinco sabores nos geradores Monte Carlo, mostrando que as predições são consistentes dentro das incertezas experimentais. Nesta tese também serão apresentados estudos do desenvolvimento de um sistema de seleção de eventos proposto para medidas em alta luminosidade. Esse sistema será implementado durante o segundo LHC long shutdown (2019-2020), envolvendo estudos na reconstrução de elétrons usando o conceito de supercélulas, onde a fina granularidade das células do detector de Argônio Líquido do ATLAS será aproveitada para mitigar as dificuldades que se terão em condições de alta luminosidade. Um dos problemas é o aumento do empilhamento (pile-up), causado por colisões secundárias de prótons no mesmo evento, gerando uma grande quantidade de jatos de baixo pT que podem ser erroneamente identificados como elétrons. Os estudos neste trabalho apresentam novos discriminantes com base na forma da cascata eletromagnética, mostrando que é possível reduzir ainda mais a taxa de jatos de baixo pT mantendo uma boa reconstrução de elétrons.

Com base em indicadores bibliométricos de produção, colaboração e impacto, este trabalho investiga os artigos científicos brasileiros da Física de Altas Energias (FAE) indexados pelo Science Citation Index (SCI) da Web of Science (WoS) no período de 1983-2013. Fizeram parte do estudo todas as publicações em periódicos abrangidos na categoria de assunto Physics, Particles & Fields. Os dados foram organizados e analisados com auxílio dos softwares Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R e Excel 2007. Os 6.350 artigos sugerem que o crescimento anual da produção pode ter sido consequência da ampliação dos Programas de Pós-Graduação (PPGs) com linhas de pesquisa FAE e grupos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da participação do Brasil nas colaborações internacionais e da instituição da Rede Nacional de Física de Altas Energias (RENAFAE). A distribuição das artigos por Web of Science Category (WC) demonstrou que a área centraliza a publicação em um número reduzido de periódicos estrangeiros de língua inglesa, com destaque para Physical Review D (PRD). A Astronomia & Astrofísica com 45,63% e a Física Nuclear com 18,66% de participação foram as categorias predominantes. Os cientistas nacionais mais produtivos são da subárea experimental e filiados a instituições públicas do eixo Rio de Janeiro-São Paulo. As universidades foram responsáveis por 80,92% da produção. A coautoria entre indivíduos cresceu ao longo do período, registrando média de 155,89 autores por artigo. O estudo por amostragem provou que a parcela de publicações de autoria única (11,39%) está vinculada à Física Teórica. Tanto o crescimento do número de artigos quanto o de colaborações se ajustam ao modelo de regressão linear. O decréscimo da média de instituições por artigo quando consideradas somente as nacionais, denota a preferência pela colaboração internacional em razão do custo e complexidade das investigações. As análises de MDS e clusters confirmam a existência de grupos regionais. A média de países por artigo é de 4,87. A proporção de coautorias internacionais da FAE (49,07%) é superior aos índices verificados na produção científica brasileira em anos recentes. O predomínio de pesquisadores estrangeiros na rede de colaboração confirma a internacionalização da atividade e a presença do Brasil nos experimentos multinacionais. Os indicadores absolutos expressam que EUA, Rússia e França são os principais parceiros. Os indicadores relativos expõem um processo de desconcentração e diversificação das colaborações nacionais, com presença relevante da Colômbia e países do leste europeu. O impacto da pesquisa em FAE aponta que os artigos brasileiros receberam 78.812 citações provenientes de 41.152 documentos. Os dados mostram que 87,65% das publicações foram citadas uma ou mais vezes no período. As características gerais dos citantes revelam a prevalência do artigo publicado em periódico estrangeiro na língua inglesa. A Física de Partículas e Campos com 36,24% e a Astronomia & Astrofísica com 21,17% de participação foram as categorias citantes salientes. Os documentos internacionais representam 88,15% das citações, com distinção para as publicações dos EUA, Alemanha e Itália. O Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) se destaca entre as instituições de filiação dos autores citantes. Conclui que a FAE detém reconhecimento internacional, entretanto, o incremento da participação nas colaborações multinacionais e a intensificação da atividade científica na subárea experimental pode conceder ao Brasil o status dos países desenvolvidos. / Based on bibliometric indicators of production, collaboration and impact, this study investigates the Brazilian scientific papers on High Energy Physics (HEP) indexed by the Science Citation Index (SCI) in the Web of Science (WoS) from 1983 to 2013. All publications in journals embraced by the subject category Physics, Particles & Fields were part of this research. Data were organized and analyzed using the software Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R and Excel 2007. The 6.350 papers recovered suggest that the annual growth in production may have been caused by the expansion of Graduate Programs on lines of research related to HEP and by the expansion of groups of the same line in the National Council for Scientific and Technological Development (CNPq), as well as by Brazil’s participation in international collaborations and by the institution of the National Network of High Energy Physics (RENAFAE). The distribution of papers by Web of Science Category (WC) showed that the area centers its publication in a small number of journals in English, especially the Physical Review D (PRD). The predominant categories were Astronomy & Astrophysics, with 45,63% of the publications, and Nuclear Physics, with 18,66%. The most productive Brazilian scientists are from the experimental subarea and affiliated to public institutions in Rio de Janeiro and São Paulo. Universities were responsible for 80,92% of the output. The numbers related to coauthorship grew in the researched period, registering an average of 155,89 authors per article. The study sample proved that the share of single authorship publications (11,39%) is tied to Theoretical Physics. The growth in both the number of articles and the number of collaborations is coherent with the linear regression model. The decrease in the average of institutions per article when considering only the Brazilian institutions indicates the preference for international collaborations due to the cost and complexity of the researches. MDS and clusters analyzes confirm the existence of regional groups. The average of countries per article is of 4,87. HEP’s proportion of international coauthorship (49,07%) is higher than the rates found in the Brazilian scientific output in recent years. The predominance of foreign researchers in the collaboration network confirms the internationalization of the activity and the presence of Brazil in multinational experiments. Absolute indicators show that the U.S.A., Russia and France are Brazil’s main partners in coauthored publications. Relative indicators display a process of decentralization and diversification of Brazilian collaborations, with a significant presence of Colombia and Eastern Europe in the coauthorships. Impact indicators show that Brazilian papers received 78.812 citations to 41.152 documents. The data show that 87,65% of the publications were mentioned one or more times during the period. The general characteristics of the articles that cited Brazilian works revealed a predominance of publications in foreign journals and in English. Field and Particle Physics, with 36,24%, and Astronomy & Astrophysics, with 21,17%, were the two categories that most cited Brazilian works in the area. International documents represent 88,15% of the citations, especially the publications by the U.S.A., Germany and Italy. The Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) stands out among the institutions which the citing authors are affiliated to. The study concludes that HEP has international recognition; however, the increase in Brazil’s participation in multinational collaborations and the intensification of scientific activity in the experimental subarea can give Brazil the same status granted to developed countries. / Con base en indicadores bibliométricos de producción, colaboración e impacto, este trabajo investiga los artículos científicos brasileños de Física de Altas Energías (FAE) indexados por el Science Citation Index (SCI) de la Web of Science (WoS) en el período de 1983-2013. Hicieron parte del estudio todas las publicaciones en revistas incluidas en la categoría de materias Physics, Particles & Fields. Los datos fueron organizados y analizados con ayuda de los softwares Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R y Excel 2007. Los 6.350 artículos sugieren que el crecimiento de la producción anual puede haber sido consecuencia de la expansión de los Programas de Postgrado con líneas de investigación FAE y grupos del Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), de la participación de Brasil en las colaboraciones internacionales y de la institución de la Rede Nacional de Física de Altas Energias (RENAFAE). La distribución de los artículos por Web of Science Category (WC) demostró que la área centraliza la publicación en un número reducido de periódicos extranjeros de lengua inglesa, con realce para Physical Review D (PRD). Astronomía & Astrofísica con 45,63% y Física Nuclear con 18,66% de participación fueron las categorías predominantes. Los científicos brasileños más productivos son de la subárea experimental y pertenecen a instituciones públicas del eje Rio de Janeiro-São Paulo. Las universidades fueron responsables por 80,92% de la producción. La co-autoría entre individuos creció durante el período, registrando media de 155,89 autores por artículo. El estudio por muestreo demostró que la fracción de publicaciones de autoria única (11,39%) está vinculada a la Física Teórica. Tanto el crecimiento del número de artículos como el de colaboraciones se ajustan al modelo de regresión lineal. La disminución de la media de las instituciones por artículo cuando consideradas solamente las nacionales, denota a preferencia por la colaboración internacional debido a los costos y complejidad de las investigaciones. Los análisis de MDS y clusters confirman la existencia de grupos regionales. La media de países por artículo es de 4,87. La proporción de co-autorías internacionales de la FAE (49,07%) es superior a las tasas verificadas en la producción científica brasileña en los últimos años. El predominio de investigadores extranjeros en la red de colaboración confirma la internacionalización de la actividad y la presencia de Brasil en los experimentos multinacionales. Los indicadores absolutos muestran que los EE.UU., Rusia y Francia son los principales socios. Los indicadores relativos exponen un proceso de descentralización y diversificación de las colaboraciones nacionales, con presencia relevante de Colombia y países del este europeo. El impacto de la investigación en FAE señala que los artículos brasileños recibieron 78.812 citas provenientes de 41,152 documentos. Los datos muestran que 87,65% de las publicaciones fueron citadas una o más veces en el período. Las características generales de los citandos revelan el predominio del artículo publicado en revista extranjera en lengua inglesa. La Física de Partículas y Campos con 36,24% y la Astronomía & Astrofísica con 21,17% de participación fueron las categorías citandas salientes. Los documentos internacionales representan 88,15% de las citas, con distinción para las publicaciones de Estados Unidos, Alemania e Italia. El Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) se destaca entre las instituciones de los autores citandos. Concluye que la FAE tiene reconocimiento internacional, sin embargo, el aumento de la participación en las colaboraciones multinacionales y la intensificación de la actividad científica en la subárea experimental pueden darle al Brasil el status de los países desarrollados.

Com base em indicadores bibliométricos de produção, colaboração e impacto, este trabalho investiga os artigos científicos brasileiros da Física de Altas Energias (FAE) indexados pelo Science Citation Index (SCI) da Web of Science (WoS) no período de 1983-2013. Fizeram parte do estudo todas as publicações em periódicos abrangidos na categoria de assunto Physics, Particles & Fields. Os dados foram organizados e analisados com auxílio dos softwares Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R e Excel 2007. Os 6.350 artigos sugerem que o crescimento anual da produção pode ter sido consequência da ampliação dos Programas de Pós-Graduação (PPGs) com linhas de pesquisa FAE e grupos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da participação do Brasil nas colaborações internacionais e da instituição da Rede Nacional de Física de Altas Energias (RENAFAE). A distribuição das artigos por Web of Science Category (WC) demonstrou que a área centraliza a publicação em um número reduzido de periódicos estrangeiros de língua inglesa, com destaque para Physical Review D (PRD). A Astronomia & Astrofísica com 45,63% e a Física Nuclear com 18,66% de participação foram as categorias predominantes. Os cientistas nacionais mais produtivos são da subárea experimental e filiados a instituições públicas do eixo Rio de Janeiro-São Paulo. As universidades foram responsáveis por 80,92% da produção. A coautoria entre indivíduos cresceu ao longo do período, registrando média de 155,89 autores por artigo. O estudo por amostragem provou que a parcela de publicações de autoria única (11,39%) está vinculada à Física Teórica. Tanto o crescimento do número de artigos quanto o de colaborações se ajustam ao modelo de regressão linear. O decréscimo da média de instituições por artigo quando consideradas somente as nacionais, denota a preferência pela colaboração internacional em razão do custo e complexidade das investigações. As análises de MDS e clusters confirmam a existência de grupos regionais. A média de países por artigo é de 4,87. A proporção de coautorias internacionais da FAE (49,07%) é superior aos índices verificados na produção científica brasileira em anos recentes. O predomínio de pesquisadores estrangeiros na rede de colaboração confirma a internacionalização da atividade e a presença do Brasil nos experimentos multinacionais. Os indicadores absolutos expressam que EUA, Rússia e França são os principais parceiros. Os indicadores relativos expõem um processo de desconcentração e diversificação das colaborações nacionais, com presença relevante da Colômbia e países do leste europeu. O impacto da pesquisa em FAE aponta que os artigos brasileiros receberam 78.812 citações provenientes de 41.152 documentos. Os dados mostram que 87,65% das publicações foram citadas uma ou mais vezes no período. As características gerais dos citantes revelam a prevalência do artigo publicado em periódico estrangeiro na língua inglesa. A Física de Partículas e Campos com 36,24% e a Astronomia & Astrofísica com 21,17% de participação foram as categorias citantes salientes. Os documentos internacionais representam 88,15% das citações, com distinção para as publicações dos EUA, Alemanha e Itália. O Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) se destaca entre as instituições de filiação dos autores citantes. Conclui que a FAE detém reconhecimento internacional, entretanto, o incremento da participação nas colaborações multinacionais e a intensificação da atividade científica na subárea experimental pode conceder ao Brasil o status dos países desenvolvidos. / Based on bibliometric indicators of production, collaboration and impact, this study investigates the Brazilian scientific papers on High Energy Physics (HEP) indexed by the Science Citation Index (SCI) in the Web of Science (WoS) from 1983 to 2013. All publications in journals embraced by the subject category Physics, Particles & Fields were part of this research. Data were organized and analyzed using the software Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R and Excel 2007. The 6.350 papers recovered suggest that the annual growth in production may have been caused by the expansion of Graduate Programs on lines of research related to HEP and by the expansion of groups of the same line in the National Council for Scientific and Technological Development (CNPq), as well as by Brazil’s participation in international collaborations and by the institution of the National Network of High Energy Physics (RENAFAE). The distribution of papers by Web of Science Category (WC) showed that the area centers its publication in a small number of journals in English, especially the Physical Review D (PRD). The predominant categories were Astronomy & Astrophysics, with 45,63% of the publications, and Nuclear Physics, with 18,66%. The most productive Brazilian scientists are from the experimental subarea and affiliated to public institutions in Rio de Janeiro and São Paulo. Universities were responsible for 80,92% of the output. The numbers related to coauthorship grew in the researched period, registering an average of 155,89 authors per article. The study sample proved that the share of single authorship publications (11,39%) is tied to Theoretical Physics. The growth in both the number of articles and the number of collaborations is coherent with the linear regression model. The decrease in the average of institutions per article when considering only the Brazilian institutions indicates the preference for international collaborations due to the cost and complexity of the researches. MDS and clusters analyzes confirm the existence of regional groups. The average of countries per article is of 4,87. HEP’s proportion of international coauthorship (49,07%) is higher than the rates found in the Brazilian scientific output in recent years. The predominance of foreign researchers in the collaboration network confirms the internationalization of the activity and the presence of Brazil in multinational experiments. Absolute indicators show that the U.S.A., Russia and France are Brazil’s main partners in coauthored publications. Relative indicators display a process of decentralization and diversification of Brazilian collaborations, with a significant presence of Colombia and Eastern Europe in the coauthorships. Impact indicators show that Brazilian papers received 78.812 citations to 41.152 documents. The data show that 87,65% of the publications were mentioned one or more times during the period. The general characteristics of the articles that cited Brazilian works revealed a predominance of publications in foreign journals and in English. Field and Particle Physics, with 36,24%, and Astronomy & Astrophysics, with 21,17%, were the two categories that most cited Brazilian works in the area. International documents represent 88,15% of the citations, especially the publications by the U.S.A., Germany and Italy. The Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) stands out among the institutions which the citing authors are affiliated to. The study concludes that HEP has international recognition; however, the increase in Brazil’s participation in multinational collaborations and the intensification of scientific activity in the experimental subarea can give Brazil the same status granted to developed countries. / Con base en indicadores bibliométricos de producción, colaboración e impacto, este trabajo investiga los artículos científicos brasileños de Física de Altas Energías (FAE) indexados por el Science Citation Index (SCI) de la Web of Science (WoS) en el período de 1983-2013. Hicieron parte del estudio todas las publicaciones en revistas incluidas en la categoría de materias Physics, Particles & Fields. Los datos fueron organizados y analizados con ayuda de los softwares Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R y Excel 2007. Los 6.350 artículos sugieren que el crecimiento de la producción anual puede haber sido consecuencia de la expansión de los Programas de Postgrado con líneas de investigación FAE y grupos del Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), de la participación de Brasil en las colaboraciones internacionales y de la institución de la Rede Nacional de Física de Altas Energias (RENAFAE). La distribución de los artículos por Web of Science Category (WC) demostró que la área centraliza la publicación en un número reducido de periódicos extranjeros de lengua inglesa, con realce para Physical Review D (PRD). Astronomía & Astrofísica con 45,63% y Física Nuclear con 18,66% de participación fueron las categorías predominantes. Los científicos brasileños más productivos son de la subárea experimental y pertenecen a instituciones públicas del eje Rio de Janeiro-São Paulo. Las universidades fueron responsables por 80,92% de la producción. La co-autoría entre individuos creció durante el período, registrando media de 155,89 autores por artículo. El estudio por muestreo demostró que la fracción de publicaciones de autoria única (11,39%) está vinculada a la Física Teórica. Tanto el crecimiento del número de artículos como el de colaboraciones se ajustan al modelo de regresión lineal. La disminución de la media de las instituciones por artículo cuando consideradas solamente las nacionales, denota a preferencia por la colaboración internacional debido a los costos y complejidad de las investigaciones. Los análisis de MDS y clusters confirman la existencia de grupos regionales. La media de países por artículo es de 4,87. La proporción de co-autorías internacionales de la FAE (49,07%) es superior a las tasas verificadas en la producción científica brasileña en los últimos años. El predominio de investigadores extranjeros en la red de colaboración confirma la internacionalización de la actividad y la presencia de Brasil en los experimentos multinacionales. Los indicadores absolutos muestran que los EE.UU., Rusia y Francia son los principales socios. Los indicadores relativos exponen un proceso de descentralización y diversificación de las colaboraciones nacionales, con presencia relevante de Colombia y países del este europeo. El impacto de la investigación en FAE señala que los artículos brasileños recibieron 78.812 citas provenientes de 41,152 documentos. Los datos muestran que 87,65% de las publicaciones fueron citadas una o más veces en el período. Las características generales de los citandos revelan el predominio del artículo publicado en revista extranjera en lengua inglesa. La Física de Partículas y Campos con 36,24% y la Astronomía & Astrofísica con 21,17% de participación fueron las categorías citandas salientes. Los documentos internacionales representan 88,15% de las citas, con distinción para las publicaciones de Estados Unidos, Alemania e Italia. El Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) se destaca entre las instituciones de los autores citandos. Concluye que la FAE tiene reconocimiento internacional, sin embargo, el aumento de la participación en las colaboraciones multinacionales y la intensificación de la actividad científica en la subárea experimental pueden darle al Brasil el status de los países desarrollados.

This thesis will present results on the measurement of Z boson production in the electron channel associated with b-jets in proton-proton collision at 13 TeV, a measurement of fundamental interest in precision measurements and physics searches. This measurement represents important precision tests of perturbative QCD and provides information related to the b-quark inside of the proton. This measurement also represents one of the main sources of background in top quark production studies, Higgs precision measurements and the search for supersymmetric particles. The results on cross section measurements and kinematic distributions presented in this work have been unfolded to particle level and are compared to the four and five flavor schemes in Monte Carlo generators, showing that the predictions are consistent within the experimental uncertainties. In this thesis it will be also shown results of the development of the new event selection system proposed for high luminosity measurements. This system will be implemented during the second LHC long shutdown (2019-2020), which involves studies on the reconstruction of electrons using the concept of supercells, where the fine granularity of the cells of the ATLAS Liquid Argon detector is exploited to mitigate the problems to be found in high luminosity conditions. One of the problems is the increase of pile-up, caused by secondary collisions of protons in the same event, generating a large number of low pT jets that can be erroneously identified as electrons. The studies in this work introduce new discriminants based on the electromagnetic shower shape, showing that is possible to further reduce the rate of low pT jets maintaining a good performance on electron reconstruction. / Esta tese apresentará resultados da medida da produção de bósons Z no canal de elétrons associado com jatos b em colisões próton-próton a 13 TeV, uma medida de fundamental interesse em medidas de precisão e buscas por nova física. Essa medida representa importantes testes de precisão da QCD perturbativa e prove informações relacionadas ao quark b dentro do próton. Essa medida também representa uma das principais fontes de background na produção do quark top, medidas de precisão do Higgs e na busca de partículas supersimétricas. Os resultados na medida da seção de choque e distribuições cinemáticas apresentadas neste trabalho são comparados com os esquemas de quatro e cinco sabores nos geradores Monte Carlo, mostrando que as predições são consistentes dentro das incertezas experimentais. Nesta tese também serão apresentados estudos do desenvolvimento de um sistema de seleção de eventos proposto para medidas em alta luminosidade. Esse sistema será implementado durante o segundo LHC long shutdown (2019-2020), envolvendo estudos na reconstrução de elétrons usando o conceito de supercélulas, onde a fina granularidade das células do detector de Argônio Líquido do ATLAS será aproveitada para mitigar as dificuldades que se terão em condições de alta luminosidade. Um dos problemas é o aumento do empilhamento (pile-up), causado por colisões secundárias de prótons no mesmo evento, gerando uma grande quantidade de jatos de baixo pT que podem ser erroneamente identificados como elétrons. Os estudos neste trabalho apresentam novos discriminantes com base na forma da cascata eletromagnética, mostrando que é possível reduzir ainda mais a taxa de jatos de baixo pT mantendo uma boa reconstrução de elétrons.

Com base em indicadores bibliométricos de produção, colaboração e impacto, este trabalho investiga os artigos científicos brasileiros da Física de Altas Energias (FAE) indexados pelo Science Citation Index (SCI) da Web of Science (WoS) no período de 1983-2013. Fizeram parte do estudo todas as publicações em periódicos abrangidos na categoria de assunto Physics, Particles & Fields. Os dados foram organizados e analisados com auxílio dos softwares Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R e Excel 2007. Os 6.350 artigos sugerem que o crescimento anual da produção pode ter sido consequência da ampliação dos Programas de Pós-Graduação (PPGs) com linhas de pesquisa FAE e grupos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da participação do Brasil nas colaborações internacionais e da instituição da Rede Nacional de Física de Altas Energias (RENAFAE). A distribuição das artigos por Web of Science Category (WC) demonstrou que a área centraliza a publicação em um número reduzido de periódicos estrangeiros de língua inglesa, com destaque para Physical Review D (PRD). A Astronomia & Astrofísica com 45,63% e a Física Nuclear com 18,66% de participação foram as categorias predominantes. Os cientistas nacionais mais produtivos são da subárea experimental e filiados a instituições públicas do eixo Rio de Janeiro-São Paulo. As universidades foram responsáveis por 80,92% da produção. A coautoria entre indivíduos cresceu ao longo do período, registrando média de 155,89 autores por artigo. O estudo por amostragem provou que a parcela de publicações de autoria única (11,39%) está vinculada à Física Teórica. Tanto o crescimento do número de artigos quanto o de colaborações se ajustam ao modelo de regressão linear. O decréscimo da média de instituições por artigo quando consideradas somente as nacionais, denota a preferência pela colaboração internacional em razão do custo e complexidade das investigações. As análises de MDS e clusters confirmam a existência de grupos regionais. A média de países por artigo é de 4,87. A proporção de coautorias internacionais da FAE (49,07%) é superior aos índices verificados na produção científica brasileira em anos recentes. O predomínio de pesquisadores estrangeiros na rede de colaboração confirma a internacionalização da atividade e a presença do Brasil nos experimentos multinacionais. Os indicadores absolutos expressam que EUA, Rússia e França são os principais parceiros. Os indicadores relativos expõem um processo de desconcentração e diversificação das colaborações nacionais, com presença relevante da Colômbia e países do leste europeu. O impacto da pesquisa em FAE aponta que os artigos brasileiros receberam 78.812 citações provenientes de 41.152 documentos. Os dados mostram que 87,65% das publicações foram citadas uma ou mais vezes no período. As características gerais dos citantes revelam a prevalência do artigo publicado em periódico estrangeiro na língua inglesa. A Física de Partículas e Campos com 36,24% e a Astronomia & Astrofísica com 21,17% de participação foram as categorias citantes salientes. Os documentos internacionais representam 88,15% das citações, com distinção para as publicações dos EUA, Alemanha e Itália. O Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) se destaca entre as instituições de filiação dos autores citantes. Conclui que a FAE detém reconhecimento internacional, entretanto, o incremento da participação nas colaborações multinacionais e a intensificação da atividade científica na subárea experimental pode conceder ao Brasil o status dos países desenvolvidos. / Based on bibliometric indicators of production, collaboration and impact, this study investigates the Brazilian scientific papers on High Energy Physics (HEP) indexed by the Science Citation Index (SCI) in the Web of Science (WoS) from 1983 to 2013. All publications in journals embraced by the subject category Physics, Particles & Fields were part of this research. Data were organized and analyzed using the software Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R and Excel 2007. The 6.350 papers recovered suggest that the annual growth in production may have been caused by the expansion of Graduate Programs on lines of research related to HEP and by the expansion of groups of the same line in the National Council for Scientific and Technological Development (CNPq), as well as by Brazil’s participation in international collaborations and by the institution of the National Network of High Energy Physics (RENAFAE). The distribution of papers by Web of Science Category (WC) showed that the area centers its publication in a small number of journals in English, especially the Physical Review D (PRD). The predominant categories were Astronomy & Astrophysics, with 45,63% of the publications, and Nuclear Physics, with 18,66%. The most productive Brazilian scientists are from the experimental subarea and affiliated to public institutions in Rio de Janeiro and São Paulo. Universities were responsible for 80,92% of the output. The numbers related to coauthorship grew in the researched period, registering an average of 155,89 authors per article. The study sample proved that the share of single authorship publications (11,39%) is tied to Theoretical Physics. The growth in both the number of articles and the number of collaborations is coherent with the linear regression model. The decrease in the average of institutions per article when considering only the Brazilian institutions indicates the preference for international collaborations due to the cost and complexity of the researches. MDS and clusters analyzes confirm the existence of regional groups. The average of countries per article is of 4,87. HEP’s proportion of international coauthorship (49,07%) is higher than the rates found in the Brazilian scientific output in recent years. The predominance of foreign researchers in the collaboration network confirms the internationalization of the activity and the presence of Brazil in multinational experiments. Absolute indicators show that the U.S.A., Russia and France are Brazil’s main partners in coauthored publications. Relative indicators display a process of decentralization and diversification of Brazilian collaborations, with a significant presence of Colombia and Eastern Europe in the coauthorships. Impact indicators show that Brazilian papers received 78.812 citations to 41.152 documents. The data show that 87,65% of the publications were mentioned one or more times during the period. The general characteristics of the articles that cited Brazilian works revealed a predominance of publications in foreign journals and in English. Field and Particle Physics, with 36,24%, and Astronomy & Astrophysics, with 21,17%, were the two categories that most cited Brazilian works in the area. International documents represent 88,15% of the citations, especially the publications by the U.S.A., Germany and Italy. The Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) stands out among the institutions which the citing authors are affiliated to. The study concludes that HEP has international recognition; however, the increase in Brazil’s participation in multinational collaborations and the intensification of scientific activity in the experimental subarea can give Brazil the same status granted to developed countries. / Con base en indicadores bibliométricos de producción, colaboración e impacto, este trabajo investiga los artículos científicos brasileños de Física de Altas Energías (FAE) indexados por el Science Citation Index (SCI) de la Web of Science (WoS) en el período de 1983-2013. Hicieron parte del estudio todas las publicaciones en revistas incluidas en la categoría de materias Physics, Particles & Fields. Los datos fueron organizados y analizados con ayuda de los softwares Bibexcel, UCINET, Gephi, Philcarto, SPSS, R y Excel 2007. Los 6.350 artículos sugieren que el crecimiento de la producción anual puede haber sido consecuencia de la expansión de los Programas de Postgrado con líneas de investigación FAE y grupos del Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), de la participación de Brasil en las colaboraciones internacionales y de la institución de la Rede Nacional de Física de Altas Energias (RENAFAE). La distribución de los artículos por Web of Science Category (WC) demostró que la área centraliza la publicación en un número reducido de periódicos extranjeros de lengua inglesa, con realce para Physical Review D (PRD). Astronomía & Astrofísica con 45,63% y Física Nuclear con 18,66% de participación fueron las categorías predominantes. Los científicos brasileños más productivos son de la subárea experimental y pertenecen a instituciones públicas del eje Rio de Janeiro-São Paulo. Las universidades fueron responsables por 80,92% de la producción. La co-autoría entre individuos creció durante el período, registrando media de 155,89 autores por artículo. El estudio por muestreo demostró que la fracción de publicaciones de autoria única (11,39%) está vinculada a la Física Teórica. Tanto el crecimiento del número de artículos como el de colaboraciones se ajustan al modelo de regresión lineal. La disminución de la media de las instituciones por artículo cuando consideradas solamente las nacionales, denota a preferencia por la colaboración internacional debido a los costos y complejidad de las investigaciones. Los análisis de MDS y clusters confirman la existencia de grupos regionales. La media de países por artículo es de 4,87. La proporción de co-autorías internacionales de la FAE (49,07%) es superior a las tasas verificadas en la producción científica brasileña en los últimos años. El predominio de investigadores extranjeros en la red de colaboración confirma la internacionalización de la actividad y la presencia de Brasil en los experimentos multinacionales. Los indicadores absolutos muestran que los EE.UU., Rusia y Francia son los principales socios. Los indicadores relativos exponen un proceso de descentralización y diversificación de las colaboraciones nacionales, con presencia relevante de Colombia y países del este europeo. El impacto de la investigación en FAE señala que los artículos brasileños recibieron 78.812 citas provenientes de 41,152 documentos. Los datos muestran que 87,65% de las publicaciones fueron citadas una o más veces en el período. Las características generales de los citandos revelan el predominio del artículo publicado en revista extranjera en lengua inglesa. La Física de Partículas y Campos con 36,24% y la Astronomía & Astrofísica con 21,17% de participación fueron las categorías citandas salientes. Los documentos internacionales representan 88,15% de las citas, con distinción para las publicaciones de Estados Unidos, Alemania e Italia. El Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) se destaca entre las instituciones de los autores citandos. Concluye que la FAE tiene reconocimiento internacional, sin embargo, el aumento de la participación en las colaboraciones multinacionales y la intensificación de la actividad científica en la subárea experimental pueden darle al Brasil el status de los países desarrollados.

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Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-20T15:14:06Z No. of bitstreams: 1 bernardosottomaiorperalva.pdf: 4608167 bytes, checksum: c63c1f7fc453965f36158791fb85964e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-24T16:49:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 bernardosottomaiorperalva.pdf: 4608167 bytes, checksum: c63c1f7fc453965f36158791fb85964e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:49:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 bernardosottomaiorperalva.pdf: 4608167 bytes, checksum: c63c1f7fc453965f36158791fb85964e (MD5) Previous issue date: 2012-05-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, são apresentados métodos para detecção de sinais e estimação de energia para calorimetria de altas energias aplicados no calorímetro hadrônico (TileCal) do ATLAS. A energia depositada em cada célula do calorímetro é adquirida por dois canais eletrônicos de leitura e é estimada, separadamente, através da reconstrução da amplitude do pulso digitalizado amostrado a cada 25 ns. Este trabalho explora a aplicabilidade de uma aproximação do Filtro Casado no ambiente do TileCal para detectar sinais e estimar sua amplitude. Além disso, este trabalho explora o impacto na detecção de eventos válidos e estimação da amplitude quando somam-se os sinais referentes à mesma célula antes da aplicação do filtro. O método proposto é comparado com o Filtro Ótimo atualmente utilizado pelo TileCal para reconstrução de energia. Os resultados para dados simulados e de colisão mostram que, para condições em que a linha de base do sinal de entrada pode ser considerada estacionária, a técnica proposta apresenta uma melhor eficiência de detecção e estimação do que a alcançada pelo Filtro Ótimo empregada no TileCal. / The Tile Barrel Calorimeter (TileCal) is the central section of the hadronic calorimeter of ATLAS at LHC. The energy deposited in each cell of the calorimeter is read out by two electronic channels for redundancy and is estimated, per channel, by reconstructing the amplitude of the digitized signal pulse sampled every 25 ns. This work presents signal detection and energy estimation methods for high energy calorimetry, applied to the TileCal environment. It investigates the applicability of a Matched Filter and, furthermore, it explores the impact when summing the signals belonging to the same cell before the estimating and detecting procedures. The proposed method is compared to the Optimal Filter algorithm, that is currently been used at TileCal for energy reconstruction. The results for simulated and collision data sets showed that for conditions where the signal pedestal could be considered stationary, the proposed method achieves better detection and estimation efficiencies than the Optimal Filter technique employed in TileCal.