• ATLAS
• Minimum Bias

ATLAS è uno dei quattro esperimenti posti lungo l’anello dell’acceleratore adronico LHC in
funzione dal dicembre del 2009 presso il laboratorio di Ginevra CERN. LHC è un acceleratore
progettato per produrre collisioni protone-protone ad energie del centro di massa pari a 14 TeV.
Tale energia permetterà di indagare un ampio spettro della fisica, passando da verifiche del modello
standard, come la scoperta del bosone di Higgs, fino alle ricerche di conferme sperimentali
per teorie più moderne come le SuperSimmetrie.
La ricerca del bosone di Higgs, come la maggior parte delle ricerche di nuove particelle, risulta
molto difficile. Il segnale che identifica tale particella è nascosto dal segnale di eventi di fondo.
La principale fonte di background è rappresentata dalla produzione di jet in QCD. Mentre la
produzione di jet viene ben descritta per energie elevate dalla QCD, nel regime di basse energie
la generazione di eventi è affidata a modelli fenomenologici che sono verificati e parametrizzati
per descrivere i dati sperimentali.
Uno dei punti fondamentali risulta, quindi, l’analisi degli eventi di Minimum Bias, per aiutare
la modellizzazione di tali processi da parte dei generatori MonteCarlo.
Normalmente le informazioni necessarie per tale descrizione venivano acquisite dal tracciatore.
Questo rivelatore risulta adatto allo studio del MB data la grande sensibilità che presenta nella
rilevazione di particelle con basso impulso trasverso, ma d’altro canto va considerato che è
completamente cieco alle particelle neutre e a tutte le particelle prodotte nelle regioni in avanti,
che sono fuori dall’accettanza di questo rivelatore.
Lo studio svolto in questo lavoro di tesi si prefigge l’obiettivo di capire se le informazioni che
provengono dal sistema calorimetrico possano contribuire alla caratterizzazione del MB.
La tesi è divisa in due parti. La prima parte si focalizza sullo studio degli eventi prodotti da
due generatori MonteCarlo, PYTHIA e PHOJET. In questo passo sono state comparate varie
distribuzioni sia a livello di “verità” , cioè senza tenere conto della simulazione della risposta
del rivelatore, che a livello di ricostruzione; si è cercato di capire se le differenze esistenti tra i
generatori fossero osservabili anche a livello di ricostruzione.
Nello studio della “verità” è stata effettuata una distinzione tra particelle cariche e quelle neutre;
su tali campioni sono stati effettuati set di tagli differenti con lo scopo di riprodurre le
caratteristiche dei rivelatori interessati.
A livello di ricostruzione sono state analizzate le tracce e i depositi calorimetrici. Per questi
ultimi si è studiato l’effetto della applicazione di algoritmi di correzione per la non compensazione
dei calorimetri. Lo studio svolto si basa su distribuzioni base, come la molteplicità delle
tracce o dei topocluster, lo spettro dell’impulso trasverso e la topologia azimutale degli eventi.
Nella seconda parte della tesi è mostrato il confronto tra i dati, acquisiti durante il mese di
Dicembre del 2009, ed il MC ad energie del centro di massa di 900 GeV. In questa parte si
segue la falsa riga dell’analisi delineata nella prima parte focalizzandosi in modo particolare
sullo studio dei depositi calorimetri alla scala elettormagnetica. I primi risultati ottenuti dal
confronto dati/MC indicano che la regione centrale mostra una piccola discrepanza mentre nelle
regioni più in avanti le differenze tra dati e MC aumentano. Va sottolineato che questa è la
prima volta che tale regione viene indagata con questo tipo di analisi.
La prossima fase dell’analisi sarà dedicata a capire meglio se le differenze evidenziate tra Dati
e MC sono dovute a problemi del rivelatore od ad una effettiva errata modellizzazione della
parte soffice dell’interazione.
La nuova statistica, fornita dall’attuale periodo di acquisizione dati con collisioni pp ad energia
del centro di massa pari a 7 TeV , permetterà di indagare in modo più accurato le problematiche
riscontrante in modo da chiarire la natura e l’entità degli stessi.