V. Precyzyjne testy Modelu Standardowego w LEP, TeVatronie i LHC 1
V.1 WYNIKI LEP 2
e + e - Z 0 Calkowity przekroj czynny 3
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 2 2 2 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 3 1 1 I g ; sin 2Q I g M 4m 1 ) ( g g 2 6 M G N O
Stałe sprzężenia 5
Poprawki radiacyjne 6
Pomiar calkowitego przekroju czynnego w LEP r. akad. 2008/2009 1990 DELPHI 1993-95 Martinez et.al. CERN-EP/98-027 7
Pomiar przekroju czynnego w LEPie byl prosty 8
Pomiar swietlnosci 9
Przypadki Bhabbawyzwalanie i precyzja pomiaru swietlnosci 10
PRZEWIDYWANIA MODELU STANDARDOWEGO I POPRAWKI PROMIENISTE 11
Obserwable elektroslabe 12
LEP/SLC Rozne metody wyznaczania 2 sin r. akad. 2008/2009 W 13
Precyzyjne testy i poprawki radiacyjne 14
Zaleznosci miedzy m t, m W, m H 15
m H > 114.5 GeV/c 2 16
Masa Higgsa z globalnego dopasowania 17
Globalne dopasowanie i masa Higgsa 18
RÓŻNICZKOWE PRZEKROJE CZYNNE I ASYMETRIE 19
Rozniczkowe przekroje czynne i pomiar asymetrii r. akad. 2008/2009 20
Asymetrie w rozpadach Z 0 21
Asymetrie w e + e - 22
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
OZNACZANIE DŻETÓW B Za pomocą leptonów o dużych pędach (p L lub p t ) Za pomocą detektorów wierzchołka 24
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
Oznaczanie dżetów b za pomocą detektorów wierzchołka r. akad. 2008/2009 26
VTX detectors 27
Poszukiwanie wtórnego wierzchołka 28
Oznaczanie dżetów b 29
POMIAR R B =BR(Z 0 B BBAR) W LEPIE 30
Metoda pomiaru R b i R c 31
Metoda pomiaru R b i R c 32
Metoda pomiaru R b i R c 33
Metoda pomiaru R b i R c 34
Wynik R b i R c Antykorelacja dwóch mierzonych wielkości 35
SLC: ASYMETRIA POLARYZACYJNA 36
(Tylko) taon jest swoim własnym polarymetrem r. akad. 2008/2009 37
38
39
V.2 SIN 2 W Z ODDZIAŁYWAŃ NEUTRIN (TEVATRON) 40
LEP/SLC Rozne metody wyznaczania r. akad. 2008/2009 2 sin LEP/SLC W 41
Pomiar NUTEV ciągnie kąt Weiberga do dołu. Jest to pomiar przy niższych energiach i obarczony innymi błędami systematycznymi. 42
1.Zestawienie wyników sin 2 W z eksperymentów neutrinowych r. akad. 2008/2009 NuTeV: sin 2 on-shell W=0.22770.00130.0009 43 Seminarium FWE
Wynik N1uTeV (PRL 88,091802,2002) 2 on-shell sin W =0.2277 ± 0.0013 ± 0.0009 - ( 175GeV) ( GeV) 2 50 2 ć m 2 ö t -0.00022 ç + ç č ø m H + 0. 00023 ln ç ć ö ç č150gev ø LEP EWWG: sin 2 W =0.22270.0004 44 Seminarium FWE
Precyzyjne testy MS + wyniki NuTeV 45 Seminarium FWE
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 2 9 5 9 sin 4 W sin W 46 Seminarium FWE
Produkcja cząstek powabnych tylko w próbce CC r. akad. 2008/2009 47 Seminarium FWE
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
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 (1.6 10 przypadków): 0.3916 ± 0.0007 6 dla antyneutrin (0.36 10 przypadków): 0.4050 ± 0.0016 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
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
Model oddziaływań CC i NC w detektorze służy do wyznacznenia R i R bar z mierzonych R exp i R bar exp r. akad. 2008/2009 51 Seminarium FWE
WIĄZKA NEUTRIN W FNAL 52 Seminarium FWE
WIĄZKA NEUTRIN W FNAL contd. Skład wiązki neutrinowej w funkcji długości przypadku 53 Seminarium FWE
Detektor NuTeV Dlugość 18 m 33 m 2 Masa tarczy 690 t 54 Seminarium FWE
Selekcja przypadków ANALIZA cd. 55 Seminarium FWE
ANALIZA Krótkie długie Długie NC Krótkie CC L cut 56 Seminarium FWE
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
ANALIZA cd. Poprawki obliczone metodami MC: 58 Seminarium FWE
ANALIZA cd. STATYSTYKA 59 Seminarium FWE
Wynik z dokładnością do 0.7% ANALIZA cd. 2 on-shell sin W =0.2277 ± 0.0013 ± 0.0009 (syst. 0.4%) ć m ( ) 2 t - 175GeV -0.00022 ( GeV) 2 50 ç + ç č ø m H + 0. 00023 ln ç ć ö ç č150gev ø 2 ö 60 Seminarium FWE
ANALIZA cd. Niepewności systematycz ne 0.1%=0.00022 61 Seminarium FWE
Wynik NuTeV a inne pomiary 62 Seminarium FWE
Wynik NuTeV a inne pomiary 63 Seminarium FWE
Wynik NuTeV a inne pomiary 64 Seminarium FWE
Wynik NuTeV a inne pomiary M W 65 Seminarium FWE
Porównanie pomiarów 66 Seminarium FWE
ANALIZA cd. Poprawki wprowadzone do danych na podstawie pomocniczych pomiarów: 67 Seminarium FWE
V.3 TEVATRON I LHC Fizyka elektrosłaba (bez fizyki ciężkich zapachów) 68
69