Testare il Modello Standard con misure di precisione del sapore tramite l'esperimento di ATLAS

ATLAS is one of the main experiments at the Large Hadron Collider (LHC), located at CERN, Switzerland. In thirteen years, ATLAS has achieved notable results, including the discovery of the Higgs Boson in 2012, but the Standard Model is still under study. From this perspective, the recognition of quark flavour plays an important role in identifying interesting processes. In this thesis, the measurement of the W boson produced in association with a charm quark is the main topic. In this analysis, the determination of the flavour of the charm and the strange quark in the proton, from which the production of the W and the charm derives, are of fundamental importance, both for the measurement of the cross section and for improving the precision on the strange distribution function. In this thesis, all the analysis techniques developed for measuring the process will be exposed, reporting the final results of the differential and total cross section with related statistical and systematic uncertainties. The second part of the doctoral work concerns the problem of recognising a color singlet, such as the Higgs boson, from another configuration, such as a gluon, exploiting the definition of color-sensitive variables, starting from the identification of the flavour of two b-quarks. In this thesis the promising results will be exposed, which have been published in an article.

ATLAS è uno dei principali esperimenti al Large Hadron Collider (LHC), situato al CERN, in Svizzera. In tredici anni, ATLAS ha ottenuto notevoli risultati, tra cui la scoperta del Bosone di Higgs nel 2012, ma il Modello Standard è ancora oggetto di studio. In quest'ottica, il riconoscimento del sapore dei quark ha un ruolo importante per identificare processi interessanti. In questa tesi, la misura del bosone W prodotto in associazione con un quark charm è l'argomento principe. In questa analisi, la determinazione del sapore dello charm e del quark strange nel protone, da cui deriva la produzione del W e dello charm, sono di fondamentale importanza, sia per la misura della sezione d'urto, sia per migliorare la precisione sulla strange distribution function. In questa tesi, verranno esposte tutte le tecniche di analisi sviluppate per la misura del processo, riportando i risultati finali della sezione d'urto differenziale e totale con relative incertezze statistiche e sistematiche. La seconda parte del lavoro di dottorato concerne la problematica di riconoscimento di un singoletto di colore, come il bosone di Higgs, da un'altra configurazione, come un gluone, sfruttando la definizione di variabili sensibili al colore, a partire dall'identificazione del sapore di due b-quark. In questa tesi verranno esposti i risultati promettenti, i quali sono stati pubblicati in un articolo.