Two boson production on Fermilab and LHC. Σκορδά Ελένη Α.Ε.Μ Εξάμηνο 8o

Transcript

1 Two boson production on Fermilab and LHC Σκορδά Ελένη Α.Ε.Μ Εξάμηνο 8o

2 Εισαγωγή Από τις πιο σημαντικότερες συνέπειες της θεωρίας βαθμίδας SU(2) U(1) οι αύτο-αλληλεπιδράσεων των μποζονίων W, Z και των φωτονίων. ακριβής και αμμεσως τρόπος μέτρησης των τριπλών συζεύξεων βαθμίδας --> παραγωγή ζευγών ηλεκτρασθενών μποζονίων Θα εξεταστούν οι περιπτώσεις παραγωγής ζευγών μποζονίων σε επιταχυντες αδρονίων αφου γινει μια αναφορα στην παραγωγη απο συγκρούσεις ηλεκτρονίων Οι πρώτη που μελετήθηκε

3 Παραγωγή WW από e- e+ Το LEP μέτρησε κάθε δυνατό κανάλι εκπομπής της παραγωγής WW: e+ e - W + W - qqqq 45% e+ e - W + W - qqlν, 44% e+ e - W + W - lνlν, 11% ν τα νετρίνα, l τα λεπτόνια και q τα quarks

4 Παραγωγή δύο μποζονίων και τριπλές συζεύξεις βαθμίδας (TGCs) V,V1,V2 = {W, Z, γ}

5 Λαγκραντζιανή πυκνότητα ενέργειας στα φορτισμένα ρεύματα Xμν μ Xν - ν Xμ η συνολική σταθερά σύζευξης G WWV από g WW γ = -e, g WW Z = -e cotθ W, e το θετικό φοτρίο ηλεκτρονίου και θ W την ασθενή γωνία ανάμειξης Οι TGCs που προβλέπονται από το καθιερωμένο πρότυπο: στην λανγκρατζιανή g V = κ V = 1 και λ V = 0

6 παράμετροι ανώμαλης συζευξης παράμετρος/διαδικασία WW WZ/γ Το Δ : απόκλιση από καθιερωμένο πρότυπο. Δκ ν Ανάλογο s Ανάλογο του SQRT(s) Δg 1 z Ανάλογο SQRT(s) Ανάλογο s λ Ζ Ανάλογο του SQRT(s) Ανάλογο s Λ ερμηνεύεται φυσικά ως η κλίμακα της μάζας είναι παρατηρήσιμο το νέο φαινόμενο -> TGC

7 λανγκρατζιανή για τα ουδέτερα ρεύματα είναι : Οι συζεύξεις f i V (i = 4, 5) είναι αδιάστατες σύνθετες συναρτήσεις των q 1 2, q2 2 και P 2 Από το καθιερωμένο πρότυπο θα πρέπει η i=4 απαγορεύεται από την διατήρηση της CP συμμετρίας η i=5 απαιτείται από την ομοτιμία να εξαφανιστεί, παρόλα αυτά επειδή η CP στο σύνολό της διατηρείται,υπάρχει συνεισφορά των συζεύξεων στο επίπεδο ενός loop αλλά είναι της τάξης του 10-14

8 Υπολογισμός ενεργού διατομής Ν= σ Lε, όπου L η φωτεινότητα του επιταχυντή, σ :ενεργός διατομή αλληλεπίδρασης και ε η απόδοση συμπεριλαμβανομένου του παράγοντα γεωμετρίας στην παραπάνω περίπτωση Ν= Ν υποψ- Ν bkr = σ L ε στους παραπάνω τύπους στα υποψήφια γεγονότα που μετράμε παίρνουμε υπόψη και τα branching ratios

9 κανάλια επιλογής της παραγωγής δύο μποζονίων στον Tevatron Τα κανάλια παραγωγής είναι τα εξής: WW-->lvl'v WΖ --> lvll' Wγ lνγ ΖΖ --> llvv ή llll Ζγ--> lγ

10 Παραγωγή WW και διάσπαση σε lvl'v Υψηλή εγκάρσια ορμή στα παρατηρούμενα λεπτόνια Μεγάλο ελλειμα μάζας EΤ

11 WΖ διάσπαση σε lvll' Σε αυτή την περίπτωση επιλέγουμε γεγονότα στα οποία έχουμε διασπάσεις σε λεπτονικές καταστάσεις και είναι της μορφής lll'v όπου l,l'=e,μ. Τα γεγονότα που επιλέγονται σε αυτή την περίπτωση παρατηρώ μεγάλο έλλειμμα εγκάρσιας ενέργιας (> 25 GeV (CDF), 20 GeV (DØ))και τρία λεπτόνια που παρουσιάζουν μεγάλο p T

12

13 ΖΖ διάσπαση σε llvv και llll Για το κανάλι llvv θέλω δύο αντιδιαμετρικά σήματα μιονίων ή ηλεκτρονίων τα οποία θα έχουν υψηλή μεταφορά εγκάρσιας ορμής, ενω πρέπει να αποκοπεί η αναλλοίωτη διπλεπτονική μάζα και ένας μεγάλος αριθμός από jet με υψηλή p T Αν και ο λόγος διακλάδωσης είναι 6 φορές μικρότερος από το llvv, η πλήρως λεπτονική διάσπαση του ΖΖ είναι πολύ πιο ευαίσθητο κανάλι για έρευνα της παραγωγής Ζζκαθώς λίγες διαδικασίες έχουν εκπομπή σε τέσσερα λεπτόνια

14

15 Παραγωγή Ζγ και διάσπαση σε llvv

16

17 Wγ lνγ Μόνος τρόπος μέτρησης WWγ Για το CDF: Επιλέγογονται ηλεκτρόνια με η<1,1(κεντρικη περιοχη ανιχνευτη) και με ΕΤ >25GeV Επιλέγογονται μιόνια με η<1,1(κεντρικη περιοχη ανιχνευτη) και με pτ >20GeV και με ΔR>0,7 Φωτόνια η<1,1, ΕΤ >8GeV, ΔR >0,7

18

19 WWΖ τριγραμμική σύζευξη βαθμίδας το CDF και το D0 επιπρόσθετα με την μέτρηση της ενεργούς διατομής έθεσαν όρια στη παραγωγή W Z από την τριπλή σύζευξη βαθμίδας W W Z Τα όρια για το D0 για ένα παράγοντα Λ = 2.0 TeV είναι : 0.17 < λz < 0.21, 0.14 < Δg1 z< 0.34, και 0.12 < ΔκΖ < Τα όρια του CDF για Λ = 2.0 TeV είναι: 0.13 < λz < 0.14, 0.13 < Δg1 z < 0.23, και 0.76 < ΔκΖ< 1.18

20

21

22

23 Παραγωγή δύο μποζονίων στον LHC Επιταχυντής δεσμών πρωτονίων σε ενέργεια κέντρου μάζας 14 TeV Βασική θεωρία παραγωγής μποζονίων βαθμίδας (διαγράμματα Feynman)--> ίδια Καναλια διάσπασης ίδια με τον Tevatron Κανάλια επιλογης ίδια Τι καινούργιο εισάγει ο LHC???

24 Η μεγαλύτερη ενέργεια κέντρου μάζας κατά ένα παράγοντα 7 σε συγκριση με το Tevatron: Προσφέρει μεγαλύτερη εγκάρσια ορμή και μάζα Η σύζευξη έχει οπως θα δούμε 10 φορές μεγαλύτερη ενεργό διατομή άρα προσφέρει ~100 φορες μεγαλύτερο ρυθμό παραγωγής στην παραγωγή ζευγους μποζονίων Η ευαισθησία θα αυξηθεί κατα πολύ στην ανώμαλη TGC

25 Λ = 2 TeV

26

27 Ευχαριστώ!!!