Measurement of multi-differential dijet cross sections in pp collisions at √s = 13 TeV

Abstract

Das Verständnis der Theorie starker Wechselwirkungen im Kontext des Standardmodells ist für die Teilchenphysik und ihre Entwicklungen von großem Interesse. Die Messungen und die Verbesserung in theoretischen Vorhersagen würden es uns ermöglichen, zukünftigen Erkenntnissen in neuer Physik näher zu kommen, indem man besser den physikalischen Untergrund, der hauptsächlich durch starke Wechselwirkungen kommt, trennen kann. In diesem Sinne muss die Untersuchung softer und harter QCD Strahlung, messbar als kollimierte “Jets”- stark wechselwirkender Teilchen, durch Studien in neuen Phasenraumregionen besser verstanden werden. Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN ist heute das leistungsstärkste Werkzeug, um starke Wechselwirkungen in Protonen-Protonen-Kollisionen zu untersuchen. Die in dieser Arbeit vorgestellten Studien konzentrieren sich auf die Messung neuer multidifferenzieller Wirkungsquerschnitte, um Einblick zu erhalten, wie die Dekorrelation in Dijet- Ereignissen durch zusätzliche QCD Strahlung aufgebaut wird. Ziel ist es, den Wirkungsquerschnitt in Abhängigkeit von der Jet-multiplizität (Njet), dem azimutalen Winkel zwischen den beiden leading Jets (∆φ1,2) und dem Transversalimpuls des leading pT-Jets (pT1) zu messen. Darüber hinaus wurde auch der Wirkungsquerschnitt als Funktion der Transversalimpulse der vier leading Jets gemessen. Die Messungen wurden mit den Daten durchgeführt, die vom CMS-Experiment am LHC in Protonen-Protonen-Kollisionen bei einer Schwerpunktssenergie von √s = 13TeV im Jahr 2016, entsprechend einer Luminositaet von 36.3fb−1, aufgenommen wurden. Die Messungen wurden mit Berechnungen in führender Ordnung in αs verglichen, die durch Partonschauer, Multiparton Wechselwirkungen und Hadronisierung ergänzt wurden. Des weiteren werden Rechnungen in höherer Ordnung in αs mit herkömmlichen Parton-Shower und und mit Parton Branching (PB) transversalimpulsabhängigen (TMD) Partondichten und PB-TMD Parton-Shower mit den Messungen verglichen. Diese Arbeit beschreibt einen der ersten und sehr strengen Tests der PB-TMD-Methode zur Beschreibung multidifferenzieller Jet Messungen, welche zur weiteren Entwicklung des neuartigen und erfolgreichen PB-Ansatz führen können. Die in dieser Arbeit vorgestellten multidifferenziellen Wirkungsquerschnitte waren sehr aufschlussreich für das Verständnis von Multijet-Strahlung in der Back-to-Back Region und zeigten die Bedeutung von Parton-Shower. Darüber hinaus wurde die Bedeutung von Beiträgen höherer Ordnung in αs in den theoretischen Vorhersagen für Jets diskutiert, und diese Beobachtungen sind von großem Interesse für die Entwicklungen von komplexen Mulitjet Rechnungen.