Charged particle multiplicities in pp interactions at p s = 900 GeV and p s = 7 TeV measured with the ATLAS detector at the LHC

Abstract

La tesis se centra en los estudios de la producción inelástica de las partículas cargadas en el colisionador LHC que opera en la frontera de la energía del centro de masa de 7 TeV. Los datos corresponden a 16 μb-1 de la primera recogida de la luminosidad integrada por el detector ATLAS, a principios de 2010. Las secciones de la producción de las partículas cargadas fueron comparadas con la variedad de los populares modelos fenomenológicos de la QCD suave. Los resultados reportados en la tesis constituyen una muestra de datos correspondiente a una nueva región cinemática de QCD. Por lo tanto, el leve (10-20)% desacuerdo entre los datos y las predicciones de diferentes modelos fenomenológicos no fue una sorpresa. Los resultados reportados estuve utilizados para ajustar los modelos existentes de soft QCD para reproducir de manera adecuada la hadrónica presente en las colisiones del LHC. El tipo de estudios presentados en la tesis pertenece a una línea de investigación bien establecida en el ámbito de la física de alta energía (HEP), que consiste en el pleno re-descubrimiento del Modelo Estándar antes de tratar de avanzar más. Los estudios presentados en la tesis han conducido ya a una publicación en una revista líder de la física de altas energías, PLB (marzo 2010), y otro articulo está en preparación. Tuve un papel importante en esta primera publicación de los resultados de ATLAS. Otro punto importante de los trabajos presentados en la tesis puede ser resumido de la siguiente manera: 1) Muy bien estructurado y buena presentación de los estudios realizados. 2) Meticuloso seguimiento de los cánones de análisis recogidos en la comunidad HEP. 3) El uso adecuado de la información más actualizada de simulaciones de soft QCD. 4) Estudios cuidadosos de los efectos de las condiciones del detector y de la eficiencia del trigger para seleccionar los resultados. 5) La evaluación cuidadosa de los errores sistemáticos.

The thesis is focused on the studies of the inclusive inelastic production of the charged particles at the LHC collider that operates at the frontier center-of-mass energy of 7TeV. The analyzed data correspond to about sixteen inverse micro-barn of the very first integrated luminosity collected by the ATLAS detector by the beginning of 2010. Having fully taken advantage of above factors, scrupulous studies performed in the thesis resulted in the measurements of the charged particles inclusive production cross-sections that were compared to the variety of popular phenomenological models of the soft QCD. The results reported in the thesis constitute a novel data sample corresponding to a new kinematic QCD region. Thus, the mild (10-20)% disagreement between the data and the predictions of different phenomenological models came as no surprise. The reported results were used to adjust existing soft QCD models to adequately reproduce the busy hadronic environment present in the LHC collisions, thus reinforcing current theoretical framework. The type of the studies presented in the thesis belongs to a well established research line in the field of high energy physic (HEP) that consists of full re-discovery of the Standard Model in the environment of new collider experiment before attempting to move further. Studies presented in the thesis have already led to one publication in the leading high energy physics journal, PLB (March 2010), and another paper is in preparation. I took an important role in this, very first publication of the ATLAS results, often considered as an informal criteria for the PhD thesis merits inside of the HEP community. Additional strong points of the work presented in the thesis may be summarized as following: 1) Very well structured and focused presentation of the studies performed. 2) Meticulous following of the analysis canons adopted in the HEP community. 3) Appropriate usage of the most up-to-date soft QCD simulations. 4) Careful studies of the impact of the detector conditions and trigger selection efficiency on the results. 5) Careful evaluation of the systematic errors on the reported cross-sections and distributions.