Medida da seção de choque inelástica em colisões de prótons com √s=8Tev no experimento CMS/LHC

Nesta tese de doutorado medimos a seção de choque inelástica em colisões de prótons a uma energia de centro de massa de 8 TeV usando dados do detector CMS. O Solenóide de Múons Compacto (Compact Muon Solenoid -CMS) é um detector de partículas do Grande Colisor de Hádrons (LHC - Large Hadron Collider). O CMS é um detector de propósito geral projetado para procurar por novos processos físicos, fazer medidas precisas de processos do Modelo Padrão com novas escalas de energia e procurar por evidências de uma física além do Modelo Padrão. Analisamos um período específico nos dados do CMS no ano de 2012, que possui um número médio de colisões de prótons de 0,43 por cruzamento de feixes. Os eventos foram pré-selecionados por um gatilho de zero bias, que assegura o cruzamento de pacotes de prótons no ponto de interação, sendo a seleção final dos eventos inelásticos feita a partir de sinais nos calorímetros hadrônicos frontais (HF - Hadron Forward). A maneira como a taxa de interações próton-próton depende da energia de centro de massa da colisão (√s) é de fundamental importância na física de partículas. Essa dependência não pode ser calculada a partir da teoria da cromodinâmica quântica e medidas experimentais são importantes para a validação de modelos fenomenológicos utilizados na descrição dessas interações. Medimos a seção de choque inelástica para uma região cinemática específica. Os eventos inelásticos selecionados satisfazem ζ > 5 X 10-6, onde a variável ζ = M2X s é calculada usando a massa invariante, MX, dos hádrons selecionados usando a maior lacuna de rapidez no evento. Para eventos difrativos isso corresponde a exigir que pelo menos um dos prótons se dissociou em uma sistema difrativo com massa maior que 15,7 GeV. Subsequentemente extrapolamos esse valor para obter a seção de choque inelástica total. Comparamos então os resultados obtidos com os valores da seção de choque inelástica medidos por outros experimentos e a própria medida do CMS com √s = 7 TeV.