reconstrucción de masas invariantes de bosones del modelo estándar usando datos públicos de atlas open data

Abstract

RESUMEN Este trabajo consiste en una revisión del Modelo Estándar de la física de partículas, y la descripción de diversos análisis físicos dentro del campo de la Física de Altas Energías. Se estudiaron y produjeron un conjuntos de análisis, pequeños pero concretos, con la fi nalidad de reconstruir las masas invariantes de los bosones W, Z y Higgs, además de otras variables físicas, siguiendo las reglas del Modelo Estándar y usando datos públicos provenientes del Experimento ATLAS, que forma parte del colisionador de partículas LHC en el CERN. Estos datos recolectados por el detector ATLAS en el a~no 2012, corresponden a una luminosidad integrada de 1 fb􀀀1, o lo que es equivalente, a 100 billones de colisiones protón-protón a energías de 8TeV. Junto a estos datos reales, decenas de millones de eventos simulados (Monte Carlo) se utilizaron igualmente para analizar el comportamiento de objetos tales como: electrones, muones, neutrinos, entre otros, así como su combinación en la reconstrucción de los mencionados bosones. Todo ello utilizando una plataforma computacional remota (o cloud computing) llamada SWAN, también desarrollada y localizada en el CERN. SWAN está basada en el uso de Jupyter notebooks y el software de análisis de datos llamado ROOT. Esta plataforma permite la creación, ejecución y almacenamiento de códigos informáticos de análisis de datos, y los datos en sí mismos; usando como medio de acceso y desarrollo un simple navegador de Internet. Con el uso de SWAN se realizaron los análisis físicos mencionados, pasando desde su producción inicial, desarrollo y evaluación,hasta llegar al producto nal: una serie de notebooks auto-documentados sobre la física y la programación necesaria para llevar a cabo tales reconstrucciones en análisis del tipo selección-y-cuenta o cut-and-count. Otro propósito principal de este proyecto fue el comparar resultados públicos previos de estos análisis usando los mismos datos y el lenguaje de programación Python, con los desarrollados utilizando esta nueva plataforma y escritos en el lenguaje de programación C++. Finalmente dichos notebooks han de ser utilizados posteriormente como recursos educativos para la enseñanza y divulgación de la Física de Altas Energías a nivel universitario. Palabras clave: HEP, física de partículas, Modelo Estándar, LHC, ATLAS, ROOT, Open Data, Jupyter.