Search for New Physics in tt ̅ Final States with Additional Heavy-Flavor Jets with the ATLAS Detector

این پایان‌نامه دکترا بر جستجوی پدیده‌های جدید در حالت‌های نهایی کوارک بالای ضد بالای صفحه (tt) با جت‌های کوارک b اضافی در LHC تمرکز دارد. از مجموعه داده کامل Run 1 استفاده می کند که توسط آزمایش ATLAS در برخورد پروتون-پروتون در √s=8 TeV جمع آوری شده است. حالت نهایی مورد علاقه شامل یک لپتون جدا شده، یک نوترینو و حداقل شش جت با حداقل چهار جت با برچسب b است، که یک امضای آزمایشی چالش برانگیز به دلیل پس‌زمینه بزرگ تولید tt+ طعم سنگین است. این حالت نهایی مشخصه تولید ttH است، با بوزون هیگز در حال فروپاشی به bb، فرآیندی که امکان کاوش مستقیم کوپلینگ بالا هیگز یوکاوا را فراهم می کند. این امضا همچنین در بسیاری از الحاقات مدل استاندارد وجود دارد که به عنوان راه حلی برای مشکل سلسله مراتبی ارائه شده است، مانند مدل های ابر تقارن یا ترکیبی هیگز، که تولید جفت کوارک های بالا بوسونی یا فرمیونی یا تولید غیرعادی چهار را پیش بینی می کند. رویدادهای تاپ کوارک همه این فرآیندهای فیزیک با استفاده از یک استراتژی جست‌وجوی جاه‌طلبانه که بر اساس ترکیبی از پیش‌بینی‌های نظری پیشرفته و یک تحلیل آماری پیچیده برای محدود کردن عدم قطعیت‌های پس‌زمینه درجا ایجاد شده است، جستجو شده‌اند. در نتیجه، محدودترین محدودیت ها تا به امروز در مورد فرآیندهای فیزیک فوق به دست آمده است.

This doctoral thesis focuses on the search for new phenomena in top-antitop quark (tt) final states with additional b-quark jets at the LHC. It uses the full Run 1 dataset collected by the ATLAS experiment in proton-proton collisions at √s=8 TeV. The final state of interest consists of an isolated lepton, a neutrino and at least six jets with at least four b-tagged jets, a challenging experimental signature owing to the large background from tt+heavy-flavor production. This final state is characteristic of ttH production, with the Higgs boson decaying into bb, a process that allows direct probing of the top-Higgs Yukawa coupling. This signature is also present in many extensions of the Standard Model that have been proposed as solutions to the hierarchy problem, such as supersymmetry or composite Higgs models, which predict the pair production of bosonic or fermionic top quark partners, or the anomalous production of four-top-quark events. All these physics processes have been searched for using an ambitious search strategy that has been developed on the basis of a combination of state-of-art theoretical predictions and a sophisticated statistical analysis to constrain in-situ the large background uncertainties. As a result, the most restrictive bounds to date on the above physics processes have been obtained.