Paolo Gunnellini, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2014 :

"Messungen von Double-Parton-Scattering in Vier-jet Szenarien bei sqrt(s) = 7 TeV mit dem CMS Experiment an dem Large Hadron Collider"


"Study of double parton scattering using four-jet scenarios in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the CMS experiment at the Large Hadron Collider"


Volltext

Summary

Kurzfassung

Messungen der differentiellen Querschnitte fuer Multijet-Szenarien in Proton-Proton Kollisionen werden als Funktion des Transversalimpulses pT und der Pseudorapiditaet eta der Jets dargestellt. Ausserdem werden Korrelationen in azimuthalem Winkel und dem pT-Gleichgewicht zwischen den Jets gemessen. Zwei verschiedene Szenarien werden untersucht. Als Erstes wird ein Vier-Jet Endzustand in |eta| < 4.7 gewaehlt, zwei harte Jets mit jeweils pT > 50 GeV und zwei Jets mit pT > 20 GeV. Keine anderen Jets mit pT > 20 GeV sind erlaubt. Das zweite Szenario besteht aus mindestens vier Jets mit pT > 20 GeV, wobei zwei aus einem b-Quark in |eta| < 2.4 kommen muessen und keine Anforderungen an die anderen beiden Jets gestellt werden. Die Daten wurden in 2010 bei einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV und einer integrierten Luminositaet von 36 pb^{-1} mit dem CMS Detektor am LHC gesammelt. Es wird gezeigt, dass Matrixelementberechnungen in fester Ordnung in alpha_S zusammen mit Parton Shower Simulationen die gemessenen differentiellen Querschnitte nur in einigen Bereichen des Phasenraums beschreiben und dass die Hinzunahme eines Beitrags von Double-Parton-Scattering die Monte-Carlo-Vorhersage naeher an die Daten bringt. Zum ersten Mal wird eine neue Methode eingefuehrt, die den Beitrag des Double-Parton-Scatterings aus einer experimentellen Messung extrahiert. Diese Methode wird angewandt auf W+dijet Messungen und auf beide Multijet Kanaele. Werte von sigma effective werden als 19.0^{+4.6}_{-3.0} mb und 23.2^{+3.3}_{-2.5} mb gemessen. Diese Werte sind untereinander konsistent und kompatibel mit Messungen basierend auf verschiedenen Physikkanaelen mit 7 TeV.

Titel

Kurzfassung

Summary

Measurements of the differential cross sections for multijet scenarios in proton-proton collisions are presented as a function of the transverse momentum pT and pseudorapidity eta, together with the correlations in azimuthal angle and the pT balance among the jets. Two different scenarios are separately studied; in the first one an exclusive four-jet final state is selected in |eta| < 4.7, by requiring two hard jets with pT > 50  GeV each, together with two jets of pT > 20  GeV each. No other jets with pT > 20 GeV are allowed in the selected events. In the second one at least four jets with pT > 20 GeV are required: two of the four selected jets are asked to be originated by a b-quark in |eta| < 2.4, while no requests on the flavour of the other two jets, which are selected within |eta| < 4.7 are applied. The data sample was collected in 2010 at a center-of-mass energy of 7 TeV with the CMS detector at the LHC, with an integrated luminosity of 36 pb^{-1}. It is found that fixed-order matrix element calculations including parton showers describe the measured differential cross sections in some regions of phase space only, and that adding contributions from double parton scattering brings the Monte Carlo predictions closer to the data. A new method of extraction of double parton scattering contributions from an experimental measurement is introduced for the first time: it is applied to W+dijet measurements and to both multijet channels. Values of sigma effective are measured to be 19.0^{+4.6}_{-3.0} mb and 23.2^{+3.3}_{-2.5} mb for the two examined selections. These values are consistent between each other and compatible with measurements based on different physics channels at 7 TeV.