Associated production of J/ψ and D∗ in pp collisions at √ s = 13 TeV with the full Run 2 data in CMS detector and CMS-RPC upgrade project studies

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Ferreira Filho, Mapse Barroso
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias Tavares
Brasil
UERJ
Programa de Pós-Graduação em Física
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20910
Resumo: In this work, two main subjects are addressed. The first topic concerns the Compact Muon Solenoid-Resistive Plate Chamber (CMS-RPC) upgrade project, where two main sub-topics are studied. In the first sub-topic, the performance of eco-friendly gas mixtures for the Resistive Plate Chambers (RPC) is analyzed. The performance of two gas mixtures (HFO (35%), CO2 (60%), i-C4H10 (4%), SF6 (1%) and HFO (25%), CO2 (69%), i-C4H10 (5%), SF6 (1%)) based on CO2-tetrafluoropropene is compared with the performance of the standard gas mixture (C2H2F4 (95.2%), i-C4H10 (4.5%), SF6 (0.3%)) used in the RPCs of the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment. The performance of both ecogas mixtures is slightly lower than the performance of the standard gas mixture. Still, they can be classified as good candidates and more tests must be performed to validate the long-term operation. In the second sub-topic, the study of the aging of an iRPC prototype is discussed. The data-taking is performed at the Gamma Irradiation Facility (GIF++), a place that combines a 14 TBq 137Cs source with a high-energy particle beam. The performance results during the beam tests are satisfactory. However, during the long-term operation, the currents in one of the gaps started to increase after the accumulation of 50 mC/cm2 of charge. The cause is still being studied. In the second topic, the associated production of J/ψ and D∗ in pp collisions at √s = 13 TeV with the full Run 2 in CMS detector is analyzed. This is the first time that this measurement was performed. The cross-section has been measured in the fiducial region, 4 < p D∗ T < 60 GeV/c, |y D∗ | < 2.1, 25 < p J/ψ T < 100 GeV/c, |y J/ψ| < 1.2 as 585 ± 6 (stat) ± 52 (sys) pb, where the fraction due to the DPS contribution was estimated to be 97.5%. In this scenario, the effective cross-section was found to be 2.53+0.09−0.08 (stat) +0.25−0.29 (sys) mb.
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spelling Associated production of J/ψ and D∗ in pp collisions at √ s = 13 TeV with the full Run 2 data in CMS detector and CMS-RPC upgrade project studiesProdução associada de J/ψ e D∗ em colisões pp em √ s = 13 TeV com a segunda tomada de dados do detector CMS e estudos de atualização do Projeto CMS-RPCCollisions (Nuclear physics)Compact muon solenoidLarge Hadron Collider (France and Switzerland)Elementary particles (Physics)Double parton scatteringEffective sigmaEcogasResistive plate chamberColisões (Física nuclear)Solenóide de múon compactoGrande colisor de hádrons (França e Suíça)Partículas (Física nuclear)Espalhamento partônico duploSeção de choque efetivaEcogasCâmaras de placas resistivasCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DAS PARTICULAS ELEMENTARES E CAMPOSIn this work, two main subjects are addressed. The first topic concerns the Compact Muon Solenoid-Resistive Plate Chamber (CMS-RPC) upgrade project, where two main sub-topics are studied. In the first sub-topic, the performance of eco-friendly gas mixtures for the Resistive Plate Chambers (RPC) is analyzed. The performance of two gas mixtures (HFO (35%), CO2 (60%), i-C4H10 (4%), SF6 (1%) and HFO (25%), CO2 (69%), i-C4H10 (5%), SF6 (1%)) based on CO2-tetrafluoropropene is compared with the performance of the standard gas mixture (C2H2F4 (95.2%), i-C4H10 (4.5%), SF6 (0.3%)) used in the RPCs of the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment. The performance of both ecogas mixtures is slightly lower than the performance of the standard gas mixture. Still, they can be classified as good candidates and more tests must be performed to validate the long-term operation. In the second sub-topic, the study of the aging of an iRPC prototype is discussed. The data-taking is performed at the Gamma Irradiation Facility (GIF++), a place that combines a 14 TBq 137Cs source with a high-energy particle beam. The performance results during the beam tests are satisfactory. However, during the long-term operation, the currents in one of the gaps started to increase after the accumulation of 50 mC/cm2 of charge. The cause is still being studied. In the second topic, the associated production of J/ψ and D∗ in pp collisions at √s = 13 TeV with the full Run 2 in CMS detector is analyzed. This is the first time that this measurement was performed. The cross-section has been measured in the fiducial region, 4 < p D∗ T < 60 GeV/c, |y D∗ | < 2.1, 25 < p J/ψ T < 100 GeV/c, |y J/ψ| < 1.2 as 585 ± 6 (stat) ± 52 (sys) pb, where the fraction due to the DPS contribution was estimated to be 97.5%. In this scenario, the effective cross-section was found to be 2.53+0.09−0.08 (stat) +0.25−0.29 (sys) mb.Nesse trabalho, dois tópicos principais são abordados. O primeiro tópico é relacionado ao projeto de atualização das câmaras de placas resistivas (RPC, do inglês Resistive Plate Chamber) do experimento solenóide de múon compacto (CMS, do inglês Compact Muon Solenoid), em que dois subtópicos principais são estudados. No primeiro subtópico, o desempenho de misturas gasosas ambientamente amigáveis para as RPCs. O desempenho de duas misturas (HFO (35%), CO2 (60%), i-C4H10 (4%), SF6 (1%) and HFO (25%), CO2 (69%),i-C4H10 (5%), SF6 (1%)) que são baseadas em CO2-tetrafluoropropeno é comparado com o desempenho da mistura padrão (C2H2F4 (95.2%), i-C4H10 (4.5%), SF6 (0.3%)) usada nas RPCs do CMS. O desempenho das duas misturas alternativas é um pouco mais baixo do que o desempenho da mistura padrão. Mesmo assim, elas podem ser classificadas como boas candidatas e mais testes devem ser realizados para validar a operação a longo prazo. No segundo subtópico, o estudo do envelhecimento de um protótipo de iRPC é discutido. As tomadas de dados são realizadas na instalação de radiação gama (GIF++, do inglês Gamma Irradiation Facility), um local que combina uma fonte de 14 TBq 137Cs com um feixe de partículas de alta energia. Os resultatos de desempenho durante os testes com o feixe de partícula são satisfatórios. No entanto, durante a operação de longo termo a corrente de um dos volumes de gás (gas gap) começou a aumentar após um acúmulo de carga integrada de 50 mC/cm2. A causa do aumento ainda está sendo estudada. No segundo tópico, a produção associada de J/ψ e D∗ em colisões pp em √s = 13 TeV com a segunda tomada de dados do detector CMS é analisada. Essa é a primeira vez que essa medida foi realizada. A seção de choque foi medida na região fiducial 4 < p D∗ T < 60 GeV/c, |y D∗ | < 2.1, 25 < p J/ψ T < 100 GeV/c, |y J/ψ| < 1.2 em 585 ± 6 (stat) ± 52 (sys) pb, em que a fração devida à contribuição de duplo espalhamento partônico foi estimada em 97.5%. Nesse cenário, a seção de choque efetiva resultante é 2.53+0.09−0.08 (stat) +0.25−0.29 (sys) mb.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Física Armando Dias TavaresBrasilUERJPrograma de Pós-Graduação em FísicaSouza, Sandro Fonseca dehttp://lattes.cnpq.br/4560612419350680Santoro, Alberto Franco de Sáhttp://lattes.cnpq.br/2474284374033405Pugliese, GabriellaLeonardo, Nuno Viegas GuerreiroRangel, Murilo Santanahttp://lattes.cnpq.br/6961723193391123Nogima, Héliohttp://lattes.cnpq.br/2766994184017905Costa, Eliza Melo dahttp://lattes.cnpq.br/7575206097919470Ferreira Filho, Mapse Barroso2024-01-11T13:25:48Z2023-05-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfFERREIRA FILHO, Mapse Barroso. Associated production of J/ψ and D∗ in pp collisions at √ s = 13 TeV with the full Run 2 data in CMS detector and CMS-RPC upgrade project studies. 2023. 299 f. Tese (Doutorado em Física) - Instituto de Física Armando Dias Tavares, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2023.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20910enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:40:15Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/20910Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:40:15Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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