Resumen de Search for new physics in single-top-quark production with the atlas detector at the lhc
This thesis presents two analyses devoted to the search of new physics in single-top-quark events with data collected by the ATLAS detector at the LHC. The aim of the first analysis is to probe the Wtb vertex structure through the measurement of W-boson polarization observables using single-top-quark events produced in the t-channel. The dataset corresponds to proton-proton collision events at a center-of-mass energy of 8 TeV with a total integrated luminosity of 20.2/fb. Selected events contain one isolated lepton (electron or muon), large missing transverse momentum and exactly two jets, with one of them identified as likely to contain a b-hadron. Further selection requirements are applied to further separate t-channel single-top-quark events from background. The W boson polarization observables are extracted from asymmetries in angular distributions measured with respect to defined spin quantization axes. The asymmetry measurements are performed at parton level by correcting the observed angular distributions for detector effects and hadronization after subtracting the background contributions. The measured W-boson polarization values are in agreement with the Standard Model predictions. The results are used to set limits on the imaginary part of the anomalous coupling gR in a model-independent way. The second analysis presents a search for events with one top quark and large missing transverse energy at the final state. The dataset corresponds to proton-proton collision data at a center-of-mass energy of 13 TeV collected by the ATLAS detector during 2015 and 2016, corresponding to an integrated luminosity of 36.1/fb. The channel with leptonic decay of the W boson from the top quark is covered in this thesis. Selected events contain one isolated lepton (electron or muon), large missing transverse momentum and exactly one jet, identified as likely to contain a b-hadron. In addition, further selection requirements are applied to discriminate signal events from background. The obtained results are combined with the analysis of the hadronic W boson decay and interpreted in the context of generic models for Dark Matter production. In the absence of evidence for any of these signals, 95% confidence level upper limits on the corresponding production cross-sections are obtained and these limits are translated into constraints on the parameter space of the considered models. In addition to the two mentioned analyses, some contributions to the alignment of the ATLAS inner detector are presented in this manuscript.
############################## Aquesta tesi presenta dues anàlisis dedicades a la recerca de nova física en esdeveniments de quarks top únics amb dades enregistrades pel detector ATLAS al LHC. L'objectiu de la primera anàlisi és investigar l'estructura del vèrtex Wtb a través de la mesura d'observables de polarització del bosó W utilitzant esdeveniments de quarks top únics produïts al canal t. El conjunt de dades correspon a esdeveniments de col·lisió de protó-protó amb una energia de centre de masses de 8 TeV amb una lluminositat total integrada de 20.2 / fb. Els esdeveniments seleccionats contenen un leptó aïllat (electró o muó), gran moment transvers mancant i exactament dos dolls, amb un d'ells identificat com probable que contingui un b-hadró. Requisits de selecció addicionals s'apliquen per a separar la senyal del fons. Els observables de polarització del bosó W s'extreuen de les asimetries en distribucions angulars mesurades respecte als eixos de quantificació de l'espin. Les mesures d'asimetria es realitzen a nivell de partó corregint les distribucions angulars observades pels efectes del detector i l'hadronització després de restar les contribucions de fons. Els valors de polarització del bosó W mesurats coincideixen amb les prediccions del Model Estàndard. Els resultats s'utilitzen per establir límits a la part imaginària de l'acoblament anòmal gR d'una manera independent del model. La segona anàlisi presenta una cerca d'esdeveniments amb un quark top i una gran energia transversa mancant a l'estat final. El conjunt de dades correspon a dades de col·lisió de protó-protó amb una energia de centre de masses de 13 TeV recollida pel detector ATLAS durant 2015 i 2016, corresponent a una lluminositat integrada de 36.1 / fb. El canal amb desintegració leptònica del bosó W provinent del quark top està cobert en aquesta tesi. Els esdeveniments seleccionats contenen un leptó aïllat (electró o muó), gran moment transvers mancant i exactament un doll, identificat com a probable que contingui un b-hadró. A més, s'apliquen nous requisits de selecció per discriminar esdeveniments de senyal front al fons. Els resultats obtinguts es combinen amb l'anàlisi de la desintegració hadrònica del bosó W i s'interpreten en el context de models genèrics per a la producció de matèria fosca. A falta d'evidència d'aquestes senyals, s'obtenen límits superiorsal nivell de confiança del 95% en les seccions eficaces de producció corresponents i aquests límits es tradueixen en restriccions sobre l'espai de paràmetres dels models considerats. A més de les dues anàlisis esmentades, aquest manuscrit presenta algunes contribucions a l'alineament del detector intern ATLAS.
############################## Esta tesis presenta dos análisis dedicados a la búsqueda de nueva física en eventos de quark top únicos con datos recopilados por el detector ATLAS del LHC. El objetivo del primer análisis es investigar la estructura del vértice Wtb a través de la medida de observables de polarización del bosón W utilizando eventos de quarks top únicos producidos en el canal t. El conjunto de datos corresponde a eventos de colisión de protón-protón con una energía de centro de masas de 8 TeV con una luminosidad total integrada de 20.2 / fb. Los eventos seleccionados contienen un leptón aislado (electrón o muón), gran momento transverso faltante y exactamente dos jets, con uno de ellos identificado como probable que contenga un b-hadrón. Requisitos de selección adicionales se aplican para separar la señal del fondo. Los observables de polarización del bosón W se extraen de las asimetrías en distribuciones angulares medidas respecto a los ejes de cuantificación del spin. Las medidas de asimetría se realizan a nivel de partones corrigiendo las distribuciones angulares observadas por efectos del detector y de hadronización tras restar las contribuciones de fondo. Los valores de polarización del bosón W medidos coinciden con las predicciones del Modelo Estándar. Los resultados se utilizan para establecer límites a la parte imaginaria del acoplamiento anómalo gR de una manera independiente del modelo. El segundo análisis presenta una búsqueda de eventos con un quark top y una gran energía transversa faltante en el estado final. El conjunto de datos corresponde a datos de colisión de protón-protón a una energía de centro de masas de 13 TeV recogida por el detector ATLAS durante 2015 y 2016, correspondiente a una luminosidad integrada de 36.1 / fb. El canal con desintegración leptónica del bosón W del quark top está cubierto en esta tesis. Los acontecimientos seleccionados contienen un leptón aislado (electrón o muón), gran momento transverso faltante y exactamente un jet, identificado como probable que contenga un b-hadrón. Además, se aplican requisitos adicionales de selección para discriminar eventos de señal frente al fondo. Los resultados obtenidos se combinan con el análisis de la desintegración hadrónica del bosón W y se interpretan en el contexto de modelos genéricos para la producción de materia oscura. A falta de evidencia de alguna de estas señales, se obtienen límites superiores al nivel de confianza del 95% en las secciones eficaces de producción correspondientes y estos límites se traducen en restricciones sobre el espacio de parámetros de los modelos considerados. Además de los dos análisis mencionados, este manuscrito presenta algunas contribuciones al alineamiento del detector interno ATLAS.
