Jet substructure at Future Circular Collider (FCC)

Abstract

Title: Jet substructure at Future Circular Collider (FCC) Author: Tadeáš Petrů Department: Institute of Particle and Nuclear Physics Supervisor: Mgr. Jana Faltová, Ph.D., Institute of Particle and Nuclear Physics Abstract: Future Circular Collider (FCC-hh) is a proposed next-generation hadron collider with a center-of-mass energy of 100 TeV that could be built in CERN. This collider would serve both as a powerful discovery machine and also as a precision measurements machine. One of the challenges for detectors installed at FCC-hh would be an identification of highly boosted objects that subsequently decay hadronically. Within this thesis, we will study the ability of the calorime- ter system of the FCC-hh reference detector in distinguishing two-pronged jets from highly boosted W boson decays and one-pronged jets from light quarks. We will introduce several jet substructure variables and use them as inputs for multivariate analysis (boosted decision trees). Keywords: FCC, substructure, boosted objects iii

Název práce: Vnitřní struktura jetů na Future Circular Collider (FCC) Autor: Tadeáš Petrů Ústav: Ústav částicové a jaderné fyziky Vedoucí diplomové práce: Mgr. Jana Faltová, Ph.D., Ústav částicové a jaderné fyziky Abstrakt: Future Circular Collider (FCC-hh) je návrh budoucího hadronového urychlovače s energií 100 TeV v těžišťové soustavě, který by mohl být postaven v CERNu. Takový urychlovač by sloužil nejen ke hledání nových částic a fenoménů za standardním modelem, ale také pro přesná měření procesů v rámci stan- dardního modelu. Jedna z výzev pro detektor, který by byl instalován na FCC- hh, je identifikace částic s velmi velkým boostem, které se následně rozpadají na hadrony. V rámci této práce budeme studovat schopnost kalorimetru, který byl navržen pro referenční detektor FCC-hh, v rozlišení two-pronged jetů z roz- padu W bosonu a one-pronged jetů z lehkých kvarků. Představíme některé jet- substructure veličiny a ty následně použijeme pro BDT analýzu. Klíčová slova: FCC, struktura jetů, boosted objects iv