Precyzyjne pomiary produkcji bozonów elektrosłabych w zderzeniach hadronów pozwalają sprawdzić przewidywania Modelu Standardowego oparte o chromodynamikę kwantową oraz o teorię oddziaływań elektrosłabych. Tego rodzaju pomiary mogą być wykorzystane do wyznaczenia rozkładów partonów w protonie, zaś w przypadku zderzeń ciężkich jonów pozwalają badać modyfikacje jądrowe tych rozkładów. W rozprawie przedstawiony jest pomiar produkcji bozonów W w zderzeniach proton-proton przy energii 5.02 TeV w eksperymencie ATLAS. Przekroje czynne na produkcję bozonów W mierzone są w leptonowych kanałach rozpadu. Przedstawione są pomiary przekrojów czynnych wycałkowanych w przestrzeni fazowej ograniczonej przez akceptancję detektora, a także pomiary różniczkowe oraz pomiar asymetrii ładunkowej. Przekroje czynne zmierzone w elektronowych i mionowych kanałach rozpadu są ze sobą zgodne w granicach niepewności, co pozwala je skombinować. Rozprawa przedstawia również optymalizację algorytmu służącego do identyfikacji elektronów w eksperymencie ATLAS w danych ze zderzeń ołów-ołów. Zderzenia ciężkich jonów charakteryzują się występowaniem dużego tła hadronowego, które utrudnia rekonstrukcję i poprawną identyfikację elektronów, zwłaszcza w najbardziej centralnych zderzeniach. Zoptymalizowane kryteria identyfikacji pozwalają na osiągnięcie wydajności identyfikacji niezależnej od centralności.
Measurement of W boson production in pp collisions at 5.02 TeV and
optimisation of electron identification in Pb+Pb collisions with the ATLAS
detector
Precise measurements of electroweak boson production in hadronic collisions provide tests of Standard Model predictions, including both the electroweak theory and quantum chromodynamics. These measurements can be used to constrain parton distribution functions (PDFs) of the proton, while measurements in heavy-ion collisions allow to study nuclear modifications to PDFs. The work presented in this thesis describes the measurement of W boson production in proton-proton collisions at 5.02 TeV with the ATLAS detector. Cross- sections for W boson production are measured in leptonic decay channels. Integrated and differential cross-sections are measured in a phase-space region restricted by the detector acceptance, while also the lepton charge asymmetry is measured. The cross-sections obtained in electron and muon decay channels are found to agree within uncertainties, allowing for a combination of results from the two channels. The thesis presents also an optimisation of the ATLAS electron identification developed for data taken in lead- lead collisions. Heavy-ion collisions are characterised by a large hadronic activity, which degrades the performance of electron reconstruction and identification algorithms, in particular for the most central collisions. The optimised electron identification criteria result in an identification efficiency independent of centrality.
