Study of analytical methods for electron track detection from heavy quark decays generated by sqrt(s)=8TeV pp collisions at ALICE

Abstract

First and foremost I thank God, with all my heart, for all the love, care and strength granted to me; for giving me guidance and an unshakable sense of self-belief; and for being an endless source of inspiration, determination and encouragement during the roughest of times! I would like to thank my advisor, Dr. Airton Deppman for his patience and understanding, and for believing in my potential to conduct this research project, giving me the opportunity to work alongside him. I also thank the Physics Institute at the University of São Paulo for opening the doors and allowing me to initiate my pursuit towards successfully achieving my academic career goals. I must, with a deep sense of gratitude, thank the experts at the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)-Laboratori Nazionali di Frascati (LNF), who were involved in the tutoring and validation of this research project, particularly to Nicola Bianchi and Pasquale Di Nezza, whose interest, participation, input, and validation were crucial and indispensable for the successful conclusion of this project. I would also like to thank the fellow graduate students who have helped me somehow, especially Cristiane Jahnke, and her advisor, Dr. Marcelo Munhoz, for their essential elucidation on an important programming step. Availing the opportunity, I thank Dr. Shingo Sakai for his initial tips on how to plot data using AliRoot. Finally, I am immensely thankful to my awesome parents, Maria da Natividade de Figueiredo Luzio and Ademir Luzio, to whom I dedicate this work, for all their support and motivation throughout this experience. Resumo Um estudo do uso dos detectores de tempo de voo (TDV), câmara de projeção de tempo (CPT), e calorímetro eletromagnético (CalEM) do ALICE, visando detectar elétrons e pósitrons e ± originados por diferentes fontes, foi realizado. Para atingir os objetivos da pesquisa, dados coletados durante o experimento de colisões próton-próton em 2012 foram utilizados. Com um nível de enegia do centro de mass igual a √ s = 8T eV , a colisão dos feixes de prótons libera quarks pesados, charm e bottom, com tempo de vida de aproximadamente ≈ 10 −13 s e ≈ 10 −12 s, respectivamente. Os e ± gerados pelo decaimento fraco semileptônico de sabores pesados é de interesse para o estudo dos quarks, portanto, o conceito serviu somente como motivação e incentivo para a pesquisa realizada e descrita nesta dissertação. A introdução de cortes específicos, com a finalidade de parcialmente separar dados coletados nos três detectores, permitiu adquirir entendimento sobre os efeitos do cortes nos resultados. Adicionalmente, em virtude do projeto do TDV não ter sido feito visando separar e ± oriundos do decaimento dos sabores pesados das demais partículas mais massivas, somente os efeitos gerais de introduzir um corte simples nos valores de β (v/c), foram analisados. Os cortes mais específicos foram somente nos dados detectados pelo CPT e pelo CalEM. Uma combinação de cortes baseados na perda de energia da partícula em função da distância percorrida (dE/dx), com a r...