The following topics are offered for undergraduate and master degree theses. The work will be carried out within the experimental high energy physics ATLAS group, under the supervision of Dr. Michele Faucci Giannelli and Prof. Lucio Cerrito. For information please contact Prof. Cerrito
1) Development of FastCaloGAN, a fast calorimeter simulation application using Generative Adversarial Networks (GAN) for the ATLAS experiment.
L'aumento di luminosita' programmato per LHC portera' ad un aumento considerevole di dati raccolti da ATLAS al quale dovra' corrispondere un aumento di eventi simulati. Queste non sara' possibile se non con un radicale cambio di approccio, passando da una simulazione dettagliata prodotta con GEANT4 ad una fast simulation. FastCaloGAN si prefigge di diventare il tool utilizzato da ATLAS per questo task. Utilizzando 300 GANs, FastCaloGAN puo' simulare ogni tipo di interazione dei calorimetri di ATLAS. Il progetto di laurea sara' incentrato sul miglioramento della simulazione degli adroni. FastCaloGAN e' scritto in python per il quale una minima esperienza e' preferibile.
2) Measurement of top pair triple differential cross-sections in the l+jets channel using the ATLAS detector.
ATLAS ha a raccolto dati che contengono piu' di un milione di eventi con una coppia top-antitop. Questa enorme quantita' di dati puo' essere utilizzata per analizzare in dettaglio i meccanismi di produzione della coppia di quark piu' pesanti attraverso la misura di misure di sezioni d'urto differenziali. Il progetto di laurea si concetrera' sulla misura di sezioni d'urto triplo-differenziali (3D) a parton level. Varie strategie di ricostruzione come KL-fit e pseudo-top verranno analizzate cosi come la migliore combinazione di variabili da combinare per ottenere la maggiore sensitività a quantità fondamentali come la massa del top.
3) Extraction of top-quark pole mass from all-hadronic double differential cross-section measured with the ATLAS detector.
ATLAS ha recentemente pubblicato le misure di sezioni d'urto doppio-differenziali nel canale adronico. Queste misure possono essere utilizzate per estrarre quantita' fondamentali come la massa del top quark. Questo canale ha il vantaggio che la ricostruzione dei due top-quark non dipende dalla massa del top quark che invece e' utilizzata in misure simili nel canale semi-leptonico. Il progetto prevede analizzare nuovi eventi Monte Carlo generati con valori di massa diversi dal nominale ed effettuare gli studi necessari per estrarre la massa.