Search for new Phenomena in Dijet Angular Distributions at √s = 8 and 13 TeV

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Hur förklarar vi vad som hände efter Big Bang? Hur är det möjligt att titta 14 miljarder år tillbaka i tiden, isolera de första miljarddelarna av en sekund, och studera vad som pågår precis där och då? Svaret är såklart, att vi inte kan det. Det vi kan göra, är att om och om igen återskapa några viktiga aspekter av de förhållanden som rådde då, och studera vad som händer. Metoden vi använder är att omvandla energi till partiklar med massa — precis som vi föreställer oss hände i universums begynnelse. Det gör vi genom att accelererera upp stora mängder av protoner — atomkärnor av universums lättaste och vanligaste grundämne, väte — till höga energier i en partikelaccelerator, och sedan låta dem kollidera. Runt kollisionspunkten placeras en detektor. I kollisionerna kan tunga partiklar bildas eftersom det finns så mycket energi tillgänglig. De tunga partiklarna sönderfaller sedan till lättare partiklar, ibland i långa sönderfallskedjor fram till de lätta partiklar som är det som universum består av idag. De växelverkar med materialet i detektorn och ger upphov till elektriska signaler som läses ut och används till att rekonstruera vad som bildades i kollisionen. På så sätt kan vi få en glimt av vad som kunde hända med den stora tillgängliga energi som fanns koncentrerad i en mycket liten volym i universums begynnelse. Den vanligaste typen av växelverkan mellan protonernas beståndsdelar — kvarkar och gluoner, eller med ett gemensamt namn: partoner — är den så kallade starka kraften. I protonkollisionerna växelverkar två partoner, och ett möjligt utfall är att nya partoner bildas med hög energi, och slungas ut från kollisionspunkten. Men en egenskap hos den starka kraften är att en parton aldrig kan isoleras! Istället bildas kontinuerligt nya kvark/antikvark-par i dess kölvatten, av rörelseenergin hos partonen, som successivt bromsas in av energiförlusten. Resultatet blir en riktad skur av partiklar — en jet — som tillsammans har den energi och de andra kvantmekaniska egenskaper som partonen fick i kollisionen. Genom att mäta jetens egenskaper kan vi säga något om egenskaperna hos partonen som bildades. Den här avhandlingen beskriver dels en metod för att noggrant kunna mäta jetenergier även när mätningen påverkas av energi från andra kollisioner, och dels hur vinklarna mellan jetpar kan användas för att leta efter fenomen som inte beskrivs av den rådande teori som beskriver vilka naturlagar (krafter och fundamentala partiklar) som finns. Vi vet att det behövs en mer fundamental teori än den nuvarande, eftersom det finns observationer som den inte förklarar, t ex den stora skillnaden mellan massorna av olika typer av kvarkar. En av den experimentella partikelfysikens viktigaste uppgifter just nu är därmed att finna tecken på avvikelser från den rådande teorin, så att vi kan börja ana på vilket sätt vi bättre kan beskriva universums beståndsdelar och krafter. Avhandlingen visar att vid de mest högenergetiska kollisioner vi hittills kunnat åstadkomma i en accelerator, har vi ännu inte observerat några avvikelser från den rådande teorin.