Photon tagged jet substructure measurements in pp and PbPb collisions with the CMS detector - Département de physique
Thèse Année : 2024

Photon tagged jet substructure measurements in pp and PbPb collisions with the CMS detector

Mesures de la sous-structure des jets marqués par des photons dans les collisions pp et PbPb avec le d'etecteur CMS

Bharadwaj Harikrishnan
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1489873
  • IdRef : 282578927

Résumé

Measurements of the girth g and groomed radius of jets (Rg) recoiling against isolated photons in lead-lead (PbPb) and proton-proton (pp) collisions at the LHC at 5.02 TeV using the data collected at the CMS experiment are presented in this thesis. These measurements provide insight into the properties of the Quark Gluon Plasma (QGP), a hot and dense medium created in PbPb collisions. Modifications of jets in the QGP medium are studied relative to a reference provided by pp collision events. The observables g and Rg provide a quantitative measure of how narrow or broad the structure of the jet is. Measurements of these in inclusive jet events have shown a narrower jet substructure in heavy ion collisions compared with pp collisions for jets reconstructed with the same jet transverse momentum pTjet in previous measurements. A measurement of these observables in photon-tagged jet events provides a complementary interpretation about the jet energy loss in the QGP medium by considering the photon transverse momentum pTg as a proxy for the pt of the parton that initiates the jet shower.Events are required to have a photon with transverse momentum pTg > 100GeV and at least one jet back-to-back in azimuth with respect to the photon and with transverse momentum pTjet such that pTjet/pTg > 0.4. The measured Rg and g distributions are unfolded to the particle level, which facilitates the comparison between the PbPb and pp results and with theoretical predictions. It is found that jets with pTjet/pTg > 0.8, ie, those that closely balance the photon pTg, are narrower in PbPb than in pp collisions. Relaxing the selection to include jets with pTjet/pTg > 0.4 reduces the narrowing of the angular structure of jets in PbPb relative to the pp reference. This shows that selection bias effects associated with jet energy loss play an important role in the interpretation of jet substructure measurements.
Cette thèse présente les mesures de la circonférence g et du groomed des jets (Rg) reculant contre des photons isolées dans des collisions plomb-plomb (PbPb) et proton-proton (pp) au LHC `a 5,02 TeV à l'aide des données collectées par l'expérience CMS. Ces mesures permettent de mieux comprendre les propriétés du plasma de quarks et de gluons (QGP), un milieu chaud et dense créé dans les collisions PbPb. Les modifications des jets dans le milieu QGP sont étudiées par rapport à une référence fournie par les événements de collisions pp. Les observables g et Rg fournissent une mesure quantitative de l'étroitesse ou de la largeur de la structure du jet. Les mesures de ces observables dans les événements de jet inclusif ont montrée une sous-structure de jet plus étroite dans les collisions d'ions lourds par rapport aux collisions pp pour les jets reconstruits avec le même moment transverse de jet pTjet dans les mesures précédentes. La mesure de ces observables dans les événements de jets marquées par des photons fournit une interprétation complémentaire de la perte d'énergie des jets dans le milieu QGP en considérant le moment transverse du photon pTg comme une approximation du moment transverse du parton qui initie la gerbe de jets. Les événements doivent comporter un photon avec un moment transverse pTg > 100GeV et au moins un jet dos à dos en azimut par rapport au photon et avec un moment transverse pTjet tel que pTjet/pTg > 0,4. Les distributions Rg et g mesures sont dépliées au niveau des particules, ce qui facilite la comparaison entre les résultats PbPb et pp et avec les prédictions théoriques. On constate que les jets avec pTjet/pTg > 0,8, c'est-`a-dire ceux qui équilibrent étroitement le photon pTg, sont plus étroits dans les collisions PbPb que dans les collisions pp. L'assouplissement de la sélection pour inclure les jets avec pTjet/pTg > 0,4 réduit le rétrécissement de la structure angulaire des jets dans PbPb par rapport `a la référence pp. Ceci montre que les effets de biais de sélection associées à la perte d'énergie des jets jouent un rôle important dans interprétation des mesures de la sous-structure des jets.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04886798 , version 1 (14-01-2025)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04886798 , version 1

Citer

Bharadwaj Harikrishnan. Photon tagged jet substructure measurements in pp and PbPb collisions with the CMS detector. High Energy Physics - Experiment [hep-ex]. Institut Polytechnique de Paris, 2024. English. ⟨NNT : 2024IPPAX076⟩. ⟨tel-04886798⟩
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