O estudo das interações fortes a altas energias levou a um grande interesse no regime da QCD onde os pártons carregam uma pequena fração de momento dos hádrons colidentes. Neste regime, tais hádrons podem ser vistos como um meio altamente denso e colorido. Acredita-se hoje que, no domínio de altas energias e/ou altas densidades, a dinâmica da QCD torna-se qualitativamente diferente da dinâmica no regime de curtas distâncias e de altos momentos transferidos. Na linguagem de pártons, essa teoria vem sendo descrita em termos da ``saturação\'\' de pártons, resultando na formação de matéria de alta densidade, o Condensado de Vidro de Cor (Color Glass Condensate - CGC), onde os efeitos de recombinação de gluons se tornam muito importantes. Nesse trabalho consideram-se os efeitos da saturação de pártons no estudo de processos hadrônicos e de fotoprodução. Tais efeitos foram incluídos fazendo-se uso de duas diferentes abordagens: inicialmente eles foram introduzidos como correções não lineares de mais altas ordens na constante de acoplamento forte nas equações de evolução para as distribuições de pártons e, posteriormente, através dos chamados modelos de ``dipolo de cor\" com o uso da chamada ``abordagem do CGC\". No primeiro caso estudamos o comportamento energético das seções de choque totais próton-próton (antipróton) ($pp(\\bar p)$), fóton-próton ($\\gamma p$) e fóton-fóton ($\\gamma\\gamma$) e inelástica próton-Ar ($pAr$) e verificamos que a presença dos efeitos da saturação atenua o crescimento das seções de choque consideradas a altíssimas energias. No segundo caso desenvolvemos cinco outros estudos, sendo os quatro primeiros voltados para a produção de partículas nas regiões central e frontal de rapidez em colisões hadrônicas. Considerando em um primeiro momento a região frontal de rapidez, estudamos as distribuições de rapidez e em $x$-Feynman referentes à produção líquida de bárions em colisões $pp$, $pA$ e núcleo-núcleo ($AA$), onde observamos uma violação do scaling de Feynman no espectro em $x_F$ de partículas dominantes e, posteriormente, a produção de mesons $D$ em colisões $pp$, onde verificamos que a existência do chamado ``charme intrínseco\" na função de onda do projétil altera as distribuições em $x_F$ de tais mesons em uma região importante para a física de raios cósmicos. Em seguida, apresentamos um estudo sobre o comportamento do momento transversal médio de partículas carregadas produzidas em colisões $pp$ e $pA$ com a rapidez e com a energia da colisão, $\\langle p_{T}(y,\\sqrt{s})angle$ e mostramos que a razão $R = \\langle p_{T}(y,\\sqrt{s})angle / \\langle p_{T}(0,\\sqrt{s})angle$ decresce com a rapidez para uma energia fixa, tendo um comportamento semelhante aquele obtido via modelos hidrodinâmicos. Com o uso do chamado formalismo da ``fatorização $k_{T}$\", no quarto estudo consideramos a produção de partículas em colisões $pp$, $pA$ e $AA$ na região central de rapidez e mostramos que as correções na constante de acoplamento forte, incluídas recentemente na seção de choque invariante para a produção de gluons desse formalismo, conduzem a uma dependência energética mais fraca dos observáveis analisados. Finalmente, no quinto estudo apresentamos um simples modelo capaz de gerar as chamadas ``assimetrias azimutais\" no estado inicial de colisões $pA$ e verificamos que tal modelo descreve qualitativamente bem a dependência com o momento transversal do primeiro harmônico azimutal par e dos dois primeiros harmônicos azimutais ímpares. / The study of the strong interactions at high energies has led to a great interest in the QCD regime where partons carry a small fraction of the colliding hadrons momenta. In this regime these hadrons can be seen as a highly dense and colorful medium. It is believed today that in the domain of high energies and/or high densities the QCD dynamics becomes qualitatively different of the dynamics of the regime of small distances and large momentum transferred. In the parton language this theory is being described in term of the parton ``saturation\", resulting in the formation of high density matter, the Color Glass Condensate (CGC), where the effects of gluon recombination become very important. In this work the effects of parton saturation are considered to study hadronic and photonic processes. Such effects were included using two different approaches: initially they were introduced as non linear higher order corrections in the strong coupling constant in the evolution equations for the parton distributions and later through the so called ``dipole models\'\' with the use of the ``CGC approach\". In the first case we studied the behavior of the proton-proton (antiproton) ($pp(\\bar{p}$)), photon-proton ($\\gamma p$) and photon-photon ($\\gamma\\gamma$) total cross sections and the proton-Air ($pAir$) inelastic cross section and verified that the presence of saturation effects tame the growth of the mentioned cross sections at very high energies. In the second case we have developed five other studies, with the first four focused on the particle production in the central and forward rapidity region in hadronic collisions. Considering at first the forward rapidity region we studied the rapidity and $x$-Feynman distributions of the net baryon production in $pp$, $pA$ and nucleus-nucleus ($AA$) collisions, where a violation of the Feynman scaling in the $x_{F}$ spectra of leading particles has been observed and later the $D$ meson production in $pp$ collisions where we verified that the existence of the so called ``intrinsic charm\" in the projectile wave function changes the $x_{F}$ distribution of such mesons in an important region for cosmic ray physics. Next we present a study regarding the behavior of the average transverse momentum of charged particles produced in $pp$ and $pPb$ collisions with the rapidity and with the energy, $\\langle p_{T}(y,\\sqrt{s})angle$, and showed that the ratio $R = \\langle p_{T}(y,\\sqrt{s})angle / \\langle p_{T}(0,\\sqrt{s})angle$ decreases with the rapidity for a fixed energy, having a similar behavior to that obtained from hydrodynamic models. With the use of the so called ``$k_{T}$-factorization\", in the forth study we have considered the particle production in the central rapidty region in $pp$, $pA$ and $AA$ collisions and showed that the strong coupling constant correction that were recently introduced in the invariant cross section for gluon production of this formalism, lead to a weaker energy dependence of the analyzed observables. Finally, in the fifth study we presented a simple model capable of generate the so called ``azimuthal asymmetries\" in the initial-state of $pA$ collisions and verified that this model describes qualitatively well the transverse momentum dependence of the first even azimuthal harmonic and the first two odd azimuthal harmonics.

Orientador: Jose Bellandi Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-21T12:50:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PerezJunior_AryArmando_M.pdf: 1366329 bytes, checksum: db0491133ceeb8a8fb8006b5ad18fcd4 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Utilizando-se diretamente os dados experimentais testamos a universalidade da decomposição da seção de choque total hadrônica em um termo dominante, termo de Pomeron, e de um raio dominante, termo de Reggeon. Não foram impostos para esses termos nenhum tipo de comportamento com a energia, como o assumido pela Teoria de Pólos de Regge; ou as relações específicas derivadas via modelo a quarks, mostramos que esses modelos são compatíveis com os dados erxperimentais existentes / Abstract: Starting directly from data we test the universality of the decomposition of total cross section in an asymptotic dominant term, the Pomeron, and a non dominant one, the Reggeon. Without assuming Regge pole model behavior or additive quark model relations we show that are compatible with both models / Mestrado / Física / Mestre em Física

O termo sigma do núcleon, $sigma_N$, pode ser extraído dos dados experimentais e permite testar teorias e modelos que buscam descrever os efeitos da quebra explícita de simetria quiral sobre o núcleon. A teoria de perturbação quiral é considerada atualmente a teoria efetiva da cromodinâmica quântica, sendo destinada a descrever o regime de baixas energias das interações fortes. Neste contexto, a expansão do termo sigma do núcleon em função da massa do píon depende das chamadas constantes de baixa energia, que devem ser extraídas da experiência. Neste trabalho apresentamos um modelo em que se elimina este tipo de dependência e fornece valores para $sigma_N$ e o termo sigma da delta, $sigma_Delta$, a partir de parâmetros conhecidos. No caso deste último, este procedimento é particularmente importante, porque não é possível extrair $sigma_Delta$ a partir da experiência, apesar desta grandeza ser fundamental para a obtenção de amplitudes na teoria de perturbação quiral, quando a delta aparece como grau de liberdade explícito. Variando as constantes de acoplamento entre os bárions e o píon, obtivemos resultados nos intervalos 43~MeV~$leq sigma_N leq$~49~MeV e 28~MeV~$leq sigma^R_Delta leq$~32~MeV, compatíveis com resultados de outros grupos. Pela possibilidade da delta decair, o seu termo sigma possui uma parte imaginária, a qual usamos para testar a consistência dos nossos resultados. Analisamos também a contagem de potências e o limite quiral, que mostraram o acordo entre a nossa expansão e a tirada da teoria de perturbação quiral. / The nucleon sigma term, $sigma_N$, may be extracted from experimental data and allows theories and models aimed at describing chiral symmetry breaking effects to be tested. At present, chiral perturbation theory is considered the effective theory of quantum chromodynamics at low energies. With this theory, one can obtain an expansion of $sigma_N$ in terms of the pion mass, involving low energy constants, which must be obtained from experiment. In this work we present a model that yields values for both $sigma_N$ and the delta sigma term, $sigma_Delta$, as functions of known parameters only. In the case of $sigma_Delta$, this procedure is particularly relevant, because $sigma_Delta$ is an important quantity in the evaluation of theoretical amplitudes and it is impossible to take it from experimental data. Several choices for pion-baryon coupling constants were used and our results lie in the intervals 43~MeV~$leq sigma_N leq$~49~MeV e 28~MeV~$leq sigma^R_Delta leq$~32~MeV, which are compatible with values produced by other groups. As the delta can decay, its sigma term has an imaginary part that we used to test the consistency of our calculations. The power counting in the chiral limit of our results is consistent with chiral perturbation theory.

Orientador: Sérgio Ferraz Novaes / Coorientador: Thiago R. F. P. Tomei / Banca: Alexandre Alves / Banca: Antonio Vilela Pereira / Banca: Gilvan Augusto Alves / Banca: Murilo Santana Rangel / Resumo: Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o Large Hadron Collider (LHC) colide grupos de prótons 40 milhões de vezes por segundo a uma energia de 13 TeV. Operando junto ao LHC, o Compact Muon Solenoid (CMS) é um detector projetado para identificar uma ampla gama de partículas produzidas nessas colisões. As partículas produzidas em cada colisão são observadas nos subdetectores na busca de pistas sobre a Natureza no seu nível mais fundamental. Apesar do modelo padrão das partículas elementares ter sido testado em uma variedade de experimentos de altas energias, um dos principais objetivos do LHC é a busca de uma nova física além daquela prevista pela teoria existente. Nesse trabalho analisamos os dados de colisões próton-próton produzidos pelo LHC operando com energia de centro de massa de 13 TeV e coletados pelo CMS em 2015. O presente estudo envolve a busca de uma ressonância X não observada previamente, decaindo em um par de bósons vetoriais. Os resultados são interpretados no contexto do modelo de dimensões extras deformadas de Randall-Sundrum, distinguindo as hipóteses de fundo (modelo padrão) e fundo mais sinal (modelo padrão + graviton). Nenhuma evidência da existência de uma partícula com as características do graviton de Randall-Sundrum foi encontrada. Limites superiores com nível de confiança de 95% são estabelecidos para a seção de choque de produção da ressonância X decaindo em um par de bosons Z, para valores de massa MX no intervalo 800 - 3000 GeV. A exclusão esperada (observada) no valor de massa MX = 800 GeV é 154 fb (93 fb); para o valor de massa MX = 3000 GeV o valor de exclusão esperado (observado) diminui para 19 fb (15 fb). Um excesso com significância global igual a 2s é observado no ponto de massa MX = 1000 GeV. / Abstract: At the European Organization for Nuclear Research (CERN), the Large Hadron Collider (LHC) smashes groups of protons 40 million times per second at an energy of 13 TeV. Operating at the LHC, the Compact Muon Solenoid (CMS) is a multipurpose detector conceived to identify a large variety of particles produced in such collisions. The produced particles are observed at the sub-detectors in search of clues about Nature at the most fundamental level. In spite of the impressive agreement of the standard model with all the experimental results obtained so far, one of the main aims of the LHC is the search of new physics beyond the one foreseen by this theoretical model. In this work, we analyze proton-proton collisions delivered by the LHC operating at centre-of-mass energy of 13 TeV and collected by CMS during 2015. The channel under study involves the search for an unknown resonance X decaying into a pair of vector bosons. The results are interpreted in the context of the Randall-Sundrum warped extra-dimensional model, distinguishing between the hypotheses of background only (standard model) and background plus signal (standard model + graviton). No evidence of the existence of a graviton-like particle was found. Upper limits at 95% confidence level are set for the production cross section of a resonance X decaying to a pair of Z bosons, for values of mass MX in the range between 800 - 3000 GeV. The limit expected (observed) at MX = 800 GeV is 154 fb (93 fb); for the mass point MX = 3000 GeV the limit expected (observed) decreases to 19 fb (15 fb). A localised excess with global significance equal to 2s is observed in the mass point MX = 1000 GeV. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-15Bitstream added on 2014-06-13T19:12:26Z : No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_me_ift.pdf: 1319759 bytes, checksum: bc922e0bd52ff609b646c63b4019bf05 (MD5) / Estudamos neste trabalho a produção de um novo bóson vetorial neutro pelo detector Compact Muon Solenoid (CMS) do Large Hadron Collider (LHC). Adotamos as condições de operação do LHC em 2012, i.e. energia do centro de massa de 8 TeV e luminosidade integrada de 20 'fb POT.−1'. Nós realizamos um estudo de viabilidade da busca de física além do modelo padrão através da produção e decaimento de uma ressonância exótica em um par de bósons vetoriais 'W POT.+W POT.−'. O fundo do Modelo Padrão foi estimado por amostras de Monte Carlo geradas centralmente pela colaboração CMS, enquanto as amostras do sinal foram simuladas localmente por nós no SPRACE. A massa transversal invariante foi reconstruída usando léptons de cargas opostas mais a energia transversal faltante. Uma análise da significância, considerando sinais com massas de 0.5, 1, 1.5, e 2 TeV, foi implementada para melhorar a eficiência da seleção de eventos. Finalmente, para avaliar a sensibilidade da análise, foram estabelecidos limites esperados com 95% CL para a seção de choque multiplicada pela razão de ramificação σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / In this work, we study the production of a new neutral vector boson at the Compact Muon Solenoid(CMS)detectorfromthe Large Hadron Collider(LHC).We adopt the operation parameters of the LHC during the 2012 run, i.e. center-of-mass energy of 8 TeV and integrated luminosity of 20 'fb POT. −1'. We conducted a feasibility study of the search for physics beyond the standard model through the production and decay of an exotic resonance in a pair of vector bosons 'W POT.+W POT.−'. The Standard Model background was estimated by Monte Carlo samples centrally generated by CMS, while the signal samples were simulated locally by us at SPRACE. The invariant transverse mass was reconstructed using the oppositely charged leptons and the missing transverse energy. An analysis of the significance of the signal, considering resonances with mass of 0.5, 1, 1.5, and 2TeV, was implemented to improve the efficiency of the event selection. Finally, to assess the sensitivity of the analysis, we calculated the 95% CL limits for the cross section times the branching ratio, σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ )

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-24Bitstream added on 2014-06-13T20:07:33Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_cl_me_ift.pdf: 1140774 bytes, checksum: c6027d2492ce8e805dd5508b5c94fb24 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho apresenta um estudo de femtoscopia em colisões próton-próton (pp) a√s= 7 TeV realizado com o detector Compact Muon Solenoid no Large Hadron Collider. O estudo consiste na utilização do efeito Hanbury-Brown–Twiss (HBT) para a determinação das dimensões aparentes do estado final do sistema formado em colisões pp. Três análises são feitas, onde tais dimensões são determinadas (i) em termos de um parâmetro invariante 'R IND. inv' ; (ii) nas direções transversal e longitudinal ao feixe, 'R IND. T' e 'R IND L', respectivamente; (iii) nas direções ao longo do feixe, parametrizada por 'R IND long', e em duas direções transversais a ele, correspondentes a 'R IND out', e 'R IND side'. Obseva-se que as dimensões aparentes do sistema formado em tais colisões dependem da multiplicidade de partículas carregadas no evento e do momento médio do par de partículas utilizadas na implementação do efeito HBT / This work presents a femtoscopic study performed in proton-proton (pp) collisions at √s= 7 TeV with the Compact Muon Solenoid at the Large Hadron Collider. The study uses the Hanbury-Brown–Twiss (HBT) effect to estimate the apparent dimensions of the final-state sistem formed at pp collisions. Three analysis are presented, where such an apparent dimensions are determined (i) in tems of an invariant radius parameter, 'R IND. inv'; (ii) in the transversal and longitudinal directions with respect to the beam, 'R IND. T' and 'R IND L' and (iii) along three directions 'R IND out', 'R IND long' and 'R IND side'. It is observed that the apparent dimensions of the sistem formed in pp collisions depends on the charged multiplicity of the events and on the average momentum of the pair of particles used to implement HBT effect

Submitted by JOSÉ CUPERTINO RUIZ VARGAS null (jcruizva@ift.unesp.br) on 2017-06-12T17:27:11Z No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-13T16:58:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-13T16:58:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ruizvargas_jc_do_ift.pdf: 6851051 bytes, checksum: e9a0d9e4c7912fe009e916f5c658c041 (MD5) Previous issue date: 2017-05-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o Large Hadron Collider (LHC) colide grupos de prótons 40 milhões de vezes por segundo a uma energia de 13 TeV. Operando junto ao LHC, o Compact Muon Solenoid (CMS) é um detector projetado para identificar uma ampla gama de partículas produzidas nessas colisões. As partículas produzidas em cada colisão são observadas nos subdetectores na busca de pistas sobre a Natureza no seu nível mais fundamental. Apesar do modelo padrão das partículas elementares ter sido testado em uma variedade de experimentos de altas energias, um dos principais objetivos do LHC é a busca de uma nova física além daquela prevista pela teoria existente. Nesse trabalho analisamos os dados de colisões próton-próton produzidos pelo LHC operando com energia de centro de massa de 13 TeV e coletados pelo CMS em 2015. O presente estudo envolve a busca de uma ressonância X não observada previamente, decaindo em um par de bósons vetoriais. Os resultados são interpretados no contexto do modelo de dimensões extras deformadas de Randall-Sundrum, distinguindo as hipóteses de fundo (modelo padrão) e fundo mais sinal (modelo padrão + graviton). Nenhuma evidência da existência de uma partícula com as características do graviton de Randall-Sundrum foi encontrada. / At the European Organization for Nuclear Research (CERN), the Large Hadron Collider (LHC) smashes groups of protons 40 million times per second at an energy of 13 TeV. Operating at the LHC, the Compact Muon Solenoid (CMS) is a multipurpose detector conceived to identify a large variety of particles produced in such collisions. The produced particles are observed at the sub-detectors in search of clues about Nature at the most fundamental level. In spite of the impressive agreement of the standard model with all the experimental results obtained so far, one of the main aims of the LHC is the search of new physics beyond the one foreseen by this theoretical model. In this work, we analyze proton–proton collisions delivered by the LHC operating at centre-of-mass energy of 13 TeV and collected by CMS during 2015. The channel under study involves the search for an unknown resonance X decaying into a pair of vector bosons. The results are interpreted in the context of the Randall-Sundrum warped extra-dimensional model, distinguishing between the hypotheses of background only (standard model) and background plus signal (standard model + graviton). No evidence of the existence of a graviton-like particle was found. / FAPESP: 2012/24593-8

Orientador: Sandra dos Santos Padula / Banca: Gastão Krein / Banca: Marcia Takagui / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo de femtoscopia em colisões próton-próton (pp) a√s= 7 TeV realizado com o detector Compact Muon Solenoid no Large Hadron Collider. O estudo consiste na utilização do efeito Hanbury-Brown-Twiss (HBT) para a determinação das dimensões aparentes do estado final do sistema formado em colisões pp. Três análises são feitas, onde tais dimensões são determinadas (i) em termos de um parâmetro invariante 'R IND. inv' ; (ii) nas direções transversal e longitudinal ao feixe, 'R IND. T' e 'R IND L', respectivamente; (iii) nas direções ao longo do feixe, parametrizada por 'R IND long', e em duas direções transversais a ele, correspondentes a 'R IND out', e 'R IND side'. Obseva-se que as dimensões aparentes do sistema formado em tais colisões dependem da multiplicidade de partículas carregadas no evento e do momento médio do par de partículas utilizadas na implementação do efeito HBT / Abstract: This work presents a femtoscopic study performed in proton-proton (pp) collisions at √s= 7 TeV with the Compact Muon Solenoid at the Large Hadron Collider. The study uses the Hanbury-Brown-Twiss (HBT) effect to estimate the apparent dimensions of the final-state sistem formed at pp collisions. Three analysis are presented, where such an apparent dimensions are determined (i) in tems of an invariant radius parameter, 'R IND. inv'; (ii) in the transversal and longitudinal directions with respect to the beam, 'R IND. T' and 'R IND L' and (iii) along three directions 'R IND out', 'R IND long' and 'R IND side'. It is observed that the apparent dimensions of the sistem formed in pp collisions depends on the charged multiplicity of the events and on the average momentum of the pair of particles used to implement HBT effect / Mestre

Orientador: Sérgio Ferraz Novaes / Coorientador: Thiago Rafael Fernandez Perez Tomei / Banca: Aurore Savoy-Navarro / Banca: Oscar Jospe Pinto Éboli / Resumo: Estudamos neste trabalho a produção de um novo bóson vetorial neutro pelo detector Compact Muon Solenoid (CMS) do Large Hadron Collider (LHC). Adotamos as condições de operação do LHC em 2012, i.e. energia do centro de massa de 8 TeV e luminosidade integrada de 20 'fb POT.−1'. Nós realizamos um estudo de viabilidade da busca de física além do modelo padrão através da produção e decaimento de uma ressonância exótica em um par de bósons vetoriais 'W POT.+W POT.−'. O fundo do Modelo Padrão foi estimado por amostras de Monte Carlo geradas centralmente pela colaboração CMS, enquanto as amostras do sinal foram simuladas localmente por nós no SPRACE. A massa transversal invariante foi reconstruída usando léptons de cargas opostas mais a energia transversal faltante. Uma análise da significância, considerando sinais com massas de 0.5, 1, 1.5, e 2 TeV, foi implementada para melhorar a eficiência da seleção de eventos. Finalmente, para avaliar a sensibilidade da análise, foram estabelecidos limites esperados com 95% CL para a seção de choque multiplicada pela razão de ramificação σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / Abstract: In this work, we study the production of a new neutral vector boson at the Compact Muon Solenoid(CMS)detectorfromthe Large Hadron Collider(LHC).We adopt the operation parameters of the LHC during the 2012 run, i.e. center-of-mass energy of 8 TeV and integrated luminosity of 20 'fb POT. −1'. We conducted a feasibility study of the search for physics beyond the standard model through the production and decay of an exotic resonance in a pair of vector bosons 'W POT.+W POT.−'. The Standard Model background was estimated by Monte Carlo samples centrally generated by CMS, while the signal samples were simulated locally by us at SPRACE. The invariant transverse mass was reconstructed using the oppositely charged leptons and the missing transverse energy. An analysis of the significance of the signal, considering resonances with mass of 0.5, 1, 1.5, and 2TeV, was implemented to improve the efficiency of the event selection. Finally, to assess the sensitivity of the analysis, we calculated the 95% CL limits for the cross section times the branching ratio, σ(pp → Z')×BR(Z' → WW → e+µ+ET/ ) / Mestre

Orientador: José Augusto Chinellato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:47:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vicente_ElaineCristinaFarinchondePadua_M.pdf: 2256081 bytes, checksum: b35748a03035f4aa2a7be12161501597 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Neste trabalho apresentamos a importância das câmaras de fotoemulsão que continuam, após décadas de uso, a oferecer atrativos para a física de partículas elementares. Citamos o detector OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus), que é o maior detector de câmara de fotoemulsão-chumbo já construído (nove milhões de filmes de emulsão nuclear) como exemplo de sua aplicação na atualidade. Ele está presente no experimento de fluxo de neutrinos CNGS. Apresentamos também o detector CASTOR (Centauro And STrange Objects Research), que é um calorímetro hadrônico e eletromagnético de tungstênio e quartzo, desenvolvido para aprimorar o desempenho do experimento CMS (Compact Muon Solenoid) do LHC na região frontal. O CASTOR foi criado entre outras coisas, para o estudo de hádrons de longa penetração, observado em eventos de raios cósmicos ricos em hádrons. Estes foram identificados e chamados de strangelets. A proposta dos strangelets é que estes seriam produtos de decaimento de matéria de quarks rica em bárions, penetrariam grandes profundidades no chumbo e sairiam do detector quase não atenuados. Introduzimos os conceitos de chuveiros extensos atmosféricos e a técnica de câmara de fotoemulsão usada para o estudo destes. Ao mencionarmos o uso de câmaras de fotoemulsão em experimentos de montanha, não podemos deixar de citar a colaboração Brasil-Japão que detectou um evento exótico que passou a ser chamado de Centauro, por ter grande momento transversal. Além disso, a ausência de píons neutros é uma característica marcante deste tipo de evento. Vários outros eventos de mesmo tipo foram encontrados e a busca continua até hoje. Ainda falando sobre chuveiros atmosféricos, citamos como era feita a classificação de cascatas locais originadas pelas partículas da frente do chuveiro, na literatura das câmaras de fotoemulsões. O perfil longitudinal (em profundidade) de cada cascata local é usado para se determinar a energia da partícula incidente e também é um indicativo da sua natureza ¿ se faz parte da componente eletromagnética (elétron, pósitron ou gama) ou componente hadrônica. Cada cascata local observada é associada a um desses dois grupos. Apresentamos o software Geant como ferramenta de simulação deste trabalho. Originalmente desenvolvido no CERN para experimentos da física de altas energias, atualmente Geant é utilizado em outros campos como medicina e astrofísica. A versão mais recente (Geant4) também inclui tratamento de nêutrons de baixa energia (< 20 MeV) e de íons. Para a física de nêutrons, o Geant4 possui implementação de modelos de nêutrons de alta precisão que incluem os processos de colisões elásticas e inelásticas, captura e fissão. Para o tratamento de íons, foram implementados processos de colisão inelástica, decaimento radioativo e dissociação eletromagnética implementados para simulações. Apresentamos a geometria dos detectores tipo CBJ e tipo Pamir implementada com os recursos do Geant4. O detector tipo CBJ foi construído para o estudo de cascatas locais, produzidas em chumbo ou em carbono, no caso em que uma camada de ar serve como meio onde os secundários propagam-se e separam-se de modo a serem identificados a distâncias de centenas de micra ou mais; o perfil longitudinal é sempre usado para a análise. O detector tipo Pamir, composto somente de chumbo e filmes fotossensíveis, foi construído para o estudo de partículas de longa penetração e para analisar as profundidades em que os nêutrons podem iniciar cascatas em seu interior. Com os resultados obtidos, percebemos que há hádrons que podem interagir em grandes profundidades no chumbo, como o nêutron, em situações que poderiam ser erroneamente identificados como strangelets. Para determinar as características das cascatas assim produzidas, usamos o tratamento de colisões hadrônicas recentemente implantado no GEANT4. Este é um resultado importante deste trabalho ¿ mostramos que há uma probabilidade de identificação falsa de partículas / Abstract: This work introduces the importance of photoemulsion chambers that remain in use after decades and still offer many advantages for elementary particle physics. We cite OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) detector that is the greatest lead photoemulsion chamber detector ever constructed as an example of its application nowadays (nine million nuclear emulsion films). We also introduce the CASTOR detector (Centauro And STrange Objects Research) that is a hadronic and electromagnetic calorimeter of tungsten and quartz developed to improve the performance of CMS (Compact Muon Solenoid) experiment of LHC in its frontal region. One of most important features of Castor is its long dimension in the frontal region, which is suited to study long penetrating hadrons, as they appear in hadron-rich cosmic rays events. These hadrons were identified and called strangelets. The proposal of strangelets is that they were a result of baryon-rich quark matter decay and that they would penetrate great depth in lead and would leave the detector almost unattenuated. We presented the basic concepts of extensive air shower and the photoemulsion chamber technique used for its study. We introduce the use of photoemulsion chambers in mountain experiments and cited the Brasil-Japão Collaboration that detected an exotic event called Centauro for having large cross section. Besides, the absence of neutral pions is a remarkable feature of this type of event. Many other events of this type were detected and its search remains until today. Still talking about atmospheric showers, we cited how the classification of local cascades originated by frontal particles of shower were made in photoemulsion chamber literature. The longitudinal profile (in depth) of each local cascade is used to determine the energy of entering particle and it is also a signal of its nature ¿ if it is a part of electromagnetic component (electron, positron or gamma) or hadronic component. Each local cascade is observed is associated to one of these groups. We present Geant software as the simulation tool of this work. Originally developed at CERN for experiments of high energy physics, presently Geant is used in others fields as medicine and astrophysics. The most recent version of Geant is Geant4 and also includes low energy neutrons (< 20 MeV) and ion treatment. For neutron physics, Geant4 has the implementation of very high precision neutron models that include elastic and inelastic collision process, capture and fission. For ion treatment, we have inelastic collisions, radioactive decay and electromagnetic dissociation implemented for simulations. We introduce the CBJ and Pamir detectors geometry implemented with Geant4 resources. The CBJ detector was constructed to study local cascades produced in lead or carbon when an air layer is used as a mean where secondary particles propagates and are separated in distances of micra or greater. The longitudinal profile is always used for the analysis. The Pamir detector, made of only lead and photosensitive films, was constructed to study long penetrating particles and to study the depths that neutrons begins its cascade. The results obtained show that there are hadrons, for instance neutrons, interacting in great depths of lead in cases that it could be misidentified as strangelet. To determine the features of cascades produced this way, we used the hadronic collision treatment recently implemented in Geant4. This is an important result because we showed that there is a probability of false identification of particles / Mestrado / Física / Mestra em Física