PIF2024 - BUSQUEDA DE MATERIA OSCURA EN EL EXPERIMENTO CMS DEL LHC (PID2023-146983NB-I00)

En este proyecto se busca analizar los datos producidos por el LHC, y medidos por el experimento CMS, durante el actual Run3. Se espera una luminosidad integrada de 200 fb-1, acumulada entre los años 2022 y 2026, para una energía de centro de masas de 13.6 TeV. En primero lugar se estudiará la física del quark top, como la medida de la sección eficaz de producción de pares top-antitop a esta nueva energía de centro de masas de 13.6TeV. Una vez entendido y estudiado este proceso, el trabajo se centrará en la búsqueda de la producción de candidatos de materia oscura en el LHC, asociados a quark tops. Concretamente se buscará comparar diferentes teorías o modelos simplificados con las distribuciones extraídas en el análisis de datos. Antes de buscar la producción de nuevas partículas es necesario entender bien la composición de los datos, así como el funcionamiento del detector. Para ello proponemos caracterizar los fondos físicos más importantes, como pueden ser tt, ttW y ttZ; entender bien qué ocurre en aquellos sucesos con jets reconstruidos como leptones. Para aumentar la eficiencia del análisis proponemos expandir la búsqueda cuando los quarks top tienen mayor energía; en estos casos se espera que los leptones y los quarks b se produzcan colimados, y se requieran técnicas alternativas para su caracterización. Este proyecto llevará asociado un plan de formación correspondiente, así como las ayudas para la participación en conferencias, curso y/o talleres.