Theses supervised by Prof. Dr. Ayşe Polatöz
14 theses · Çukurova University
CMS deneyindeki süpersimetri araştırmaları
Standart Model (SM), temel parçacıkları ve aralarındaki etkileşmeleri tanımlayan bir modeldir. SM'in öngörüleri deneysel sonuçlarla oldukça uyumlu olmasına rağmen yanıtlayamadığı bir takım sorular vardır. SM'in yanıtlayamadığı bu sorulara yanıt verecek en ümit verici modellerden biri Süpersimetri (SÜSİ)'dir. CERN'de inşa edilen Büyük Hadron Çarpıştırıcısının (BHÇ) temel amaçlarından biri SÜSİ'yi keşfetmektir. Eğer SÜSİ doğada gerçekten var ise kısa zamanda keşfedilmesi beklenmektedir. Bu çalışmada, SÜSİ modelinin kısa bir derlemesi yapılmış ve daha sonra BHÇ'deki CMS deneyinde yapılan SÜSİ araştırmaları ve CMS'in SÜSİ keşif potansiyeli özetlenmiştir. Anahtar Kelimeler : SM, CERN, SÜSİ, BHÇ
CMS deneyinde ağır iyon fiziği araştırmaları
Ağır iyonlar çok yüksek enerjilerde çarpıştırıldıklarında kuark ve gluonlar hadronlar içindeki hapislik durumundan kurtularak kuark-gluon plazması (KGP) adı verilen yeni bir madde formu oluşmaktadır. Fizikçiler kuark-gluon plazmasını inceleyerek kuvvetli etkileşmeyi temel seviyede anlamayı ümit etmektedirler.KGP'nın varlığına dair daha belirgin kanıtlar elde etmek amacıyla CERN'de bulunan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ), 14 TeV'lik protonları çarpıştırmanın yanı sıra 5.5 TeV'luk nükleer ağır iyonları da çarpıştıracaktır.
Parçacık detektörlerinin tıpta kullanımı
X-ışınlarının 1895 yılında Röntgen tarafından keşfedilmesinden hemen sonra tıpta görüntüleme alanında kullanılmaya başlanması ve daha sonraları radyoaktif elementlerin kanser tedavisinde kullanılabileceğinin keşfedilmesiyle tıp alanında yeni bir çığır açılmış oldu. 20. yüzyılın başlarından itibaren, birçok hastalıkların tanı ve tedavisindeki en önemli gelişmeler fizikte, özellikle parçacık fiziğinde kullanılan deneysel tekniklerdeki yeni buluşlar sayesinde olmuştur.Bu çalışmada, hastalıkların tanısında kullanılan görüntüleme teknikleri (Bilgisayarlı Tomografi (BT), Tek Foton Yayınımlı Tomografi (SPECT), Pozitron Yayınım Tomografi (PET), vb.) ve kanser tedavisinde kullanılan yöntemler ile kullanılan detektörlerin fiziği ve çalışma prensipleri derlenmiştir.Anahtar Kelimeler : Tıbbi Fizik, Röntgen, BT, PET, MR
Calculation of the intercalibration constants for the prototype IV of castor detector
CASTOR (Centauro and Strange Object Research) is a tungsten/quartz Cherenkov sampling calorimeter installed at the very forward region of the Compact Muon Solenoid (CMS) experiment at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. It covers the pseudo-rapidity range 5.1 <|?|< 6.6 and is placed 14.38 m away from the interaction point. In order to test the performance of the CASTOR calorimeter, CASTOR Prototype IV was tested in the H2 beam line at CERN/SPS in 2008. Channel intercalibration was studied with E=50-300 GeV muons. In this thesis, inter-calibration constants were determined for the different channels using muons with E=300 GeV.
SUSY search at CMS in met plus jets topologies at S=14 TeV and response comparison of the CMS calorimeters to pions between Monte Carlo and test beam
Standard Model (SM) of Particle Physics has some shortcomings. Supersymmetry,(SUSY) is one of the newest and robust models to overcome shortcomings of the SM.SUSY which introduces a super partner to each of the SM particles explains problemsof SM. However, these super partner particles have not been detected yet by the particledetectors in the experiments. Therefore, SUSY must be a broken symmetry and it needsto be tested by the experiments. Compact Muon Solenoid (CMS) experiment of the LargeHadron Collider (LHC) will try to detect the SUSY particles that might be seen in highenergy scale such as 1 TeV or more. In this thesis, one of the SUSY search channels,multijets plus missing transverse energy (MET) is explained. Multijets are generated atthe end of the hadronic decays and MET is coming from particles which are very weaklyinteracting with the detector materials such as neutrino and muon. While testing theSUSY theory, we must have enough information about the detector behavior in order todistinguish the signal sources. To understand the detector response, Test Beam (TB) of2006 results and Monte Carlo studies were compared. ECAL plus HCAL calorimeterenergy responses were compared to single particles between Monte-Carlo (MC) and TB.Single pion particles were used for this study in different beam energy ranges for TB andMC.
CMS deneyindeki HO ve HF kalorimetreleri için pedestal analizleri
BHÇ'de 2015 yılına kadar sürmesi planlanan teknik mola süresince, CMS'in alt detektörlerinde iyileştirme ve geliştirme çalışmaları yapılacaktır. HKAL'in alt detektörleri olan HO ve HF kalorimetrelerinde de bu süre boyunca bir takım yenileme çalışmalarının yapılması planlanmıştır. HO kalorimetresinde foto detektör olarak kullanılan HFD'lerin manyetik alan ortamında geniş gürültü pulsları ürettiği tespit edilmiştir. Bu sorunu ortadan kaldırmak için HO'daki mevcut HFD'ler SiFÇ'lerle değiştirilecektir. SiFÇ'lerin detektöre yerleştirilmeden önce pedestal testlerinin yapılması gerekmektedir. Ayrıca HF kalorimetresinde foto detektör olarak kullanılan tek anotlu FÇT'ler çok - anotlu FÇT'lerle değiştirilecektir. Bu yeni FÇT'lerin de pedestal testleri yapılmaktadır. Bu tez çalışması SiFÇ'lerin ve dört - anotlu FÇT'lerin pedestal çalışmalarını içermektedir.
Search for A W' gauge boson decaying to WZ in proton-proton collisions at √s = 7 TeV
This thesis presents a measurement of the WZ invariant mass spectrum and search for new exotic particles decaying to the WZ final state with electrons and muons using an integrated luminosity of 4.8 fb-1 of 7 TeV data collected by the CMS experiment at the LHC in 2011. No significant excess is observed in the mass distribution of the WZ candidates compared to the background expectation from Standard Model processes. Since there is no evidence for WZ resonances, lower bounds at %95 Confidence Level (C.L.) are set on the mass of hypothetical particles decaying to the WZ final state in Sequential Standard Model (SSM). Assuming the SSM, W' bosons with masses below 800 GeV have been excluded at %95 C.L.
CMS deneyinin HO904 ve SX5 test düzeneklerindeki SİFÇ'lerin öz tetikleme analizi
Hadronik Dış (HO) kalorimetresinde bulunan Hibrit Foto Diyot (HFD)'larda manyetik alandan kaynaklanan sorunlar olmuştur. Bu yüzden, okuma modülüne HFD'ler yerine Silikon Foto Çoğaltıcı (SiFÇ)'lerin yerleştirilmesi planlanmaktadır. Bu SiFÇ'ler HO kalorimetresine yerleştirilmeden önce pedestal, LED sinyali, gürültü, kararlılık, kazanç, öz tetikleme gibi bazı özelliklerin test edilmesi gerekmektedir. Bu çalışma, HO SiFÇ'nin öz tetikleme test sonuçlarını içermektedir.
Measurement of Bs meson mass spectra in proton-proton and lead-lead collisions at 5.02 TeV.
The production cross sections of B0s mesons and their charge conjugates are measured in proton-proton and nucleus-nucleus collisions via the exclusive decay channel B0s → J/ψ φ → μ+μ− K+K− at a center-of-mass energy√sNN = 5.02 TeV per nucleon pair and within the rapidity range (|y| <2.4) using the CMS detector at the LHC. The proton-proton measurement is performed as a function of transverse momentum pT in the B0s meson transverse momentum range from 7 to 50 GeV/c and compared to the predictions of next-to-leading order perturbative calculations. The B0s production yield in lead-lead collisions is measured in two pT intervals, 7 to 15 and 15 to 50 GeV/c, and compared to the pp production yield in the same kinematic region.
CMS dedektörünün hadronik kapak kalorimetresindeki silikon fotoçoğaltıcıların performans analizi
CMS deneyi, 2016 yılında yapılan yenilenme çalışmalarından sonra, √s=13 TeV kütle merkezi enerjisinde proton-proton çarpışma verileri almaya başlamıştır. Belirtilen tarihten itibaren geçen sürede, alt dedektörler yüksek radyasyona maruz kalmıştır. Alt dedektörlerde tespit edilen sinyallerin doğruluğu, fizik analizleri açısından büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle, CMS deneyinin alt dedektörlerinden biri olan Hadronik Kalorimetre (HKAL)'nin, dedektörde alınan en yeni veriler ile kontrollerinin yapılması gerekmektedir. Bu tezde, 2018 yılında √s=13 TeV'de alınan proton-proton çarpışma verileri ile HKAL'in alt dedektörlerinden biri olan Hadronik Uç Kapak (HE) kalorimetresinin verimliliği analiz edilmiştir.
CMS dedektöründe jet tetikleyicilerinin verimliliği ve sahte jet tetiklenme oranları
Büyük hadron çarpıştırıcısında gerçekleştirilen ağır iyon fiziği çalışmalarının amacı yüksek yoğunluk ve sıcaklıkta kuark gluon plazması üretmektir. Elde edilen yüksek yoğunluklu ortamın özelliklerinin araştırılabilmesi için veri seçimi yapılmasına izin veren tetikleyiciler kullanılmaktadır. Bu tetikleyiciler ilk seviye (L1) ve yuksek seviye (HLT) olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır. Bu tez, ortamın özelliklerini belirlemede önemli bir araç olan jetlerin bulunması için kullanılan tetikleyiciler üzerinedir. Bu çalışmada tetikleyicilerin çalışma performansları ve jet olarak algilanan sahte jetlerin tayini için kullanılan tetikleyicilernin verimliliği incelenmiştir. Anahtar Kelimeler: Ağır İyon,CMS, Jet Tetikleyicileri, L1, HLT
Cms dedektörünün 2. aşama yenileme projesindeki çok tanecikli kalorimetrede kullanılması planlanan silikon sensörlerin test verilerinin analizi
Yüksek Işıklılıklı-Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (YI-BHÇ) programının bir parçası olarak, CMS'de halihazırda kullanılan uç kapak (ENDCAP) kalorimetresini değiştirmek için çok tanecikli kalorimetre (HGCAL) geliştirilmektedir. HGCAL, hem elektromanyetik hem de hadronik bölmeleri için benzeri görülmemiş enine ve boyuna okuma ve tetikleyici özelliklerine sahip bir örnekleme kalorimetresidir. Skiroc2-CMS kartı okuması ile 1,1 cm2'lik ped alanlarına sahip 6 ve 8 inç altıgen silikon sensörlerine dayanan prototip modülleri yapılmıştır. 2018 yılında CMS'de ki prototip modülleri için 20 ila 300 GeV'lik arasında farklı enerjide hüzmeler kullanılarak farklı örnekleme konfigürasyonlarının testleri yapılmıştır. Bu çalışmada, HGCAL prototip silikon modüllerinin performans testlerinde alınan verilerde minimum iyonize parçacık (MİP) analizleri yapılmıştır.
Search for stealth SYY top squark decays with an automated ABCD method using a double disco neural network in proton-proton collisions at √s = 13 tev with the CMS experiment
In this thesis, a search is presented for new physics beyond the standard model which includes a version of Supersymmetry (SUSY) characterized by Stealth SYY¯ SUSY. This search considers events with two top quarks, no extra transverse momentum, and many light flavor jets as pair-produced top squark decays. The Run2 data used were collected with the CMS detector at the LHC from 2016 to 2018, and correspond to a total integrated luminosity of 138 fb−1. An automated ABCD method using a Double DisCo Neural Network is implemented to estimate the main irreducible background (tt¯+jets) in data. The analysis considers the three orthogonal decay channels: fully-hadronic, semi-leptonic and fully leptonic and the results of these channels are combined for best signal sensitivity.
13 TeV'lik proton proton çarpışmalarında J/ψJ/ψ kütle eşiğine yakın yapıların CMS deneyinde incelenmesi ve yüksek tanecikli kalorimetrenin faz iki yükseltme çalışmaları
Bu çalışma,13 TeV'lik proton proton çarpışmalarında J/ψJ/ψ kütle eşiğine yakın yapıların CMS deneyinde incelenmesi ve Yüksek Tanecikli Kalorimetrenin faz iki yükseltme çalışmaları üzerinedir. Büyük Hadron Çarpıştırıcı'nın Yüksek Işıklılık aşaması, mevcut çarpıştırıcıya göre on kat daha fazla toplam ışıklılık sağlayacaktır. Bu durum ileri kalorimetri için dedektörlerde radyasyon toleransı ve olay birikimi gibi veri alımının verimli olmasına engel olacaktır. Bu olumsuz durumu düzeltmek için mevcut uç kapak kalorimetrelerinin yerini alacak Yüksek Tanecikli bir kalorimetre tasarlanmaktadır.Bu kalorimetre hem elektromanyetik hem de hadronik bölümler için yüksek okuma ve tetikleme yeteğine sahip olacaktır. Elektromanyetik bölüm kendine özgü yüksek hassasiyetli 0.5-1cm^2 hücre boyutunda altıgen silikon sensörlerden oluşacaktır. İlk altıgen silikon modüller için 2016 yılında CERN'de hüzme testi gerçekleştirilmiştir. Bu tezin ilk kısmında, sistem kararlılığı, iyonlaştırıcı parçacıklarla kalibrasyon ve elektronlar için çözünürlük açısından bu testlerden elde edilen sonuçlar ve bu niceliklerin GEANT4 tabanlı simülasyonla karşılaştırılma çalışmaları ile birlikte hüzme testi sistemi için tasarlanan detektör kontrol sistemi verilmiştir. Bu tez çalışmasının ikinci kısmında ise, dört Müon'lu son durum ile karakterize edilen J/ψ J/ψ µ^+ µ^- µ^+ µ^- 'ye bozunan dar rezonansları aramak için gerçekleştirilen analiz çalışmalarına yer verilmiştir. Analizde, 2017 ve 2018 yıllarında BHÇ'de CMS dedektörü ile toplanan √s = 13 TeV'deki proton-proton çarpışmalarından elde edilen veri setleri kullanılmaktadır ve bu, toplam 111.7 fb^(-1) ışıklılık şiddetine karşılık gelmektedir. J/ψ yeniden yapılandırması, zıt işaretli Müon çiftine olan bozunumu üzerinden gerçekleştirilir. Diğer Müon çifti potansiyel olarak offshell J/ψ olarak kabul edilir ve değişmez kütleleri J/ψ kütle değerinin altında olmalıdır. Bu analizde, yığılma ve fizik arka planlarını en aza indirmek için olay karıştırma temelli yeni bir strateji tanıtılmıştır; bu strateji tamamen veri odaklı ve içsel olarak kör bir yöntemdir.