r. akad. 2008/2009 V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC

Transkrypt

1 V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC 1

2 V.1 WYNIKI LEP 2

3 e + e - Z 0 Calkowity przekroj czynny 3

4 4 r. akad. 2008/2009 s Q N 3 4 s M s N Q I M 12 s ) M (s s s 2 f C 2 Z C f f 2 Z f e 2 Z Z f Całkowity przekrój czynny e + e - f fbar 2 t 2 F 3 f A W 2 f 3 f V 2 Z 2 f 2 A 2 V 3 Z F C f m 16 2G I g ; sin 2Q I g M 4m 1 ) ( g g 2 6 M G N O

5 Stałe sprzężenia 5

6 Poprawki radiacyjne 6

7 Pomiar calkowitego przekroju czynnego w LEP r. akad. 2008/ DELPHI Martinez et.al. CERN-EP/

8 Pomiar przekroju czynnego w LEPie byl prosty 8

9 Pomiar swietlnosci 9

10 Przypadki Bhabbawyzwalanie i precyzja pomiaru swietlnosci 10

11 PRZEWIDYWANIA MODELU STANDARDOWEGO I POPRAWKI PROMIENISTE 11

12 Obserwable elektroslabe 12

13 LEP/SLC Rozne metody wyznaczania 2 sin r. akad. 2008/2009 W 13

14 Precyzyjne testy i poprawki radiacyjne 14

15 Zaleznosci miedzy m t, m W, m H 15

16 m H > GeV/c 2 16

17 Masa Higgsa z globalnego dopasowania 17

18 Globalne dopasowanie i masa Higgsa 18

19 RÓŻNICZKOWE PRZEKROJE CZYNNE I ASYMETRIE 19

20 Rozniczkowe przekroje czynne i pomiar asymetrii r. akad. 2008/

21 Asymetrie w rozpadach Z 0 21

22 Asymetrie w e + e - 22

23 Z r. akad. 2008/2009 Pomiar asymetrii przod-tyl w rozpadach w LEPie 0 Z bb Selekcja rozpadow Zbbar Odrzucenie tla od innych rozpadow 23

24 OZNACZANIE DŻETÓW B Za pomocą leptonów o dużych pędach (p L lub p t ) Za pomocą detektorów wierzchołka 24

25 Znaczenie (tagowanie) dżetów b za pomocą leptonów Metoda polega na znalezieniu wewnątrz dżetu leptonu o dużym pędzie lub pędzię poprzecznym do osi dżetu. Oś dżetu jest wybrana poprzez jeden z algorytmów szukania dżetów np. używając zmiennej thrust T: T max n 1 n p p i i 1/ 2 T 1 25

26 Oznaczanie dżetów b za pomocą detektorów wierzchołka r. akad. 2008/

27 VTX detectors 27

28 Poszukiwanie wtórnego wierzchołka 28

29 Oznaczanie dżetów b 29

30 POMIAR R B =BR(Z 0 B BBAR) W LEPIE 30

31 Metoda pomiaru R b i R c 31

32 Metoda pomiaru R b i R c 32

33 Metoda pomiaru R b i R c 33

34 Metoda pomiaru R b i R c 34

35 Wynik R b i R c Antykorelacja dwóch mierzonych wielkości 35

36 SLC: ASYMETRIA POLARYZACYJNA 36

37 (Tylko) taon jest swoim własnym polarymetrem r. akad. 2008/

38 38

39 39

40 V.2 SIN 2 W Z ODDZIAŁYWAŃ NEUTRIN (TEVATRON) 40

41 LEP/SLC Rozne metody wyznaczania r. akad. 2008/ sin LEP/SLC W 41

42 Pomiar NUTEV ciągnie kąt Weiberga do dołu. Jest to pomiar przy niższych energiach i obarczony innymi błędami systematycznymi. 42

43 1.Zestawienie wyników sin 2 W z eksperymentów neutrinowych r. akad. 2008/2009 NuTeV: sin 2 on-shell W= Seminarium FWE

44 Wynik N1uTeV (PRL 88,091802,2002) 2 on-shell sin W = ± ± ( 175GeV) ( GeV) ć m 2 ö t ç + ç č ø m H ln ç ć ö ç č150gev ø LEP EWWG: sin 2 W = Seminarium FWE

45 Precyzyjne testy MS + wyniki NuTeV 45 Seminarium FWE

46 Precyzyjny pomiar s 2 W poprzez NC R = CC R R = gdzie g 2 2 L R 2 L + = g + g g 2 R r r CC 1 r=» CC 2 oraz w przybliżeniu: g g 2 L 2 R 1 5» - sin +» 2 4 W sin 4 W sin W 46 Seminarium FWE

47 Produkcja cząstek powabnych tylko w próbce CC r. akad. 2008/ Seminarium FWE

48 Dokładniej... Mierzymy stosunek przekrojów czynnych na NC do przekrojów na CC dla neutrin i antyneutrin. Przekroje czynne zależą od scałkowanych po {x, Q 2 } funkcji struktury. Dokładna analiza wymaga więc symulacji rozkładów wielkości mierzalnych używając f.s. W NuTeV używano f.s zmierzonych przez CCFR, poprawianych (i dostrajanych) na (do) wiele(u) efektów m.i.: poprawki na nieizoskalarność żelaznej tarczy, stosunek d/u efekty wyższych twistów, morze kwarków dziwnych, tłumienie produkcji cz. powabnych w CC, ewolucje f.s dla małych Q 2 (nie mierzonych przez CCFR). Te poprawki i dostrojenia są niezbędne i kluczowe. 48 Seminarium FWE

49 R Co się mierzy w eksprymentach neutrinowych? W wiązkach neutrin i neutrin mierzymy: exp NuTeV # krótkich przypadków # kandydatów NC = = # długich przypadków # kandydatów CC zmierzył 6 dla neutrin ( przypadków): ± dla antyneutrin ( przypadków): ± r. akad. 2008/2009 sin 2 W otrzymujemy z w/w poprzez szczegółowy rachunki MC (widmo padających neutrin, przekroje czynne i f.s., detektor). 49 Seminarium FWE

50 Krótkie i długie przypadki CC: Neutrina albo antyneutrina mionowe Nie rozróżniamy NC neutrin mionowych i (NC+CC) elektronowych. Nie rozróżniamy neutrin od antyneutrin. 50 Seminarium FWE

51 Model oddziaływań CC i NC w detektorze służy do wyznacznenia R i R bar z mierzonych R exp i R bar exp r. akad. 2008/ Seminarium FWE

52 WIĄZKA NEUTRIN W FNAL 52 Seminarium FWE

53 WIĄZKA NEUTRIN W FNAL contd. Skład wiązki neutrinowej w funkcji długości przypadku 53 Seminarium FWE

54 Detektor NuTeV Dlugość 18 m 33 m 2 Masa tarczy 690 t 54 Seminarium FWE

55 Selekcja przypadków ANALIZA cd. 55 Seminarium FWE

56 ANALIZA Krótkie długie Długie NC Krótkie CC L cut 56 Seminarium FWE

57 ANALIZA cd. Zmienne, których używano w analizie: energia hadronowa, położenie wierzchołka oddziaływania wzdłuż kalorymetru, położenie wierzchołka oddziaływania w pł. poprzecznej, koniec przypadku, długość przypadku. Stabilność wyniku analizowano ze względu na w/w zmienne. Niewielkie niestabilności posłużyły do wyznaczenia poprawek i błędów systematycznych wyniku. 57 Seminarium FWE

58 ANALIZA cd. Poprawki obliczone metodami MC: 58 Seminarium FWE

59 ANALIZA cd. STATYSTYKA 59 Seminarium FWE

60 Wynik z dokładnością do 0.7% ANALIZA cd. 2 on-shell sin W = ± ± (syst. 0.4%) ć m ( ) 2 t - 175GeV ( GeV) 2 50 ç + ç č ø m H ln ç ć ö ç č150gev ø 2 ö 60 Seminarium FWE

61 ANALIZA cd. Niepewności systematycz ne 0.1%= Seminarium FWE

62 Wynik NuTeV a inne pomiary 62 Seminarium FWE

63 Wynik NuTeV a inne pomiary 63 Seminarium FWE

64 Wynik NuTeV a inne pomiary 64 Seminarium FWE

65 Wynik NuTeV a inne pomiary M W 65 Seminarium FWE

66 Porównanie pomiarów 66 Seminarium FWE

67 ANALIZA cd. Poprawki wprowadzone do danych na podstawie pomocniczych pomiarów: 67 Seminarium FWE

68 V.3 TEVATRON I LHC Fizyka elektrosłaba (bez fizyki ciężkich zapachów) 68

69 69