Одиночное рождение t-кварка на коллайдере Tevatron в эксперименте DØ. Феноменологические аспекты рождения t-кварка и Хиггс-бозона на современных и будущих коллайдерах

• Автор: Дудко, Лев Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил

Оглавление
Введение
1 Феноменология электрослабого рождения топ-кварков на адронных коллайдерах
1.1 Постановка задачи
1.2 Процессы с рождением топ-кварка
1.3 Фоновые процессы
1.4 Основные результаты
2 Анализ возможных аномальных Wtb связей в рождении одиночного топ-кварка.
2.1 Постановка задачи
2.2 Основные процессы
2.3 Аномальные Wtb связи
2.4 Оптимальные переменные, подавление фона и структура
сингулярностей в фейнмановских диаграммах
2.5 Распределения и численные результаты
2.6 Основные результаты
3 Поиск электрослабого рождения топ кварков на D0 детекторе коллайдера Tevatron (Run I).
3.1 Исследуемые процессы
3.2 Отбор событий
3.2.1 Критерии предварительного отбора
3.2.2 Критерии начального отбора
3.2.3 Критерии жесткого отбора
3.3 Результаты
3.3.1 Систематические ошибки
3.3.2 Ограничения на сечения сигнальных процессов
3.4 Основные результаты

4 Применение метода нейронных сетей к экспериментальному поиску электрослабого рождения топ кварков на 1)0 детекторе коллайдера Теуа1;гоп.
4.1 Метод нейронных сетей
4.1.1 Выбор оптимальных кинематических переменных
4.1.2 Проверка нейронных сетей
4.2 Применение метода нейронных сетей
4.2.1 Внесенные изменения по сравнению с классическим анализом
4.2.2 Использование нейронной сети для удаления событий с космическими мюонами
4.2.3 Новые критерии начального отбора событий
4.2.4 Структура созданных нейронных сетей
4.2.5 Распределение выхода созданных нейронных сетей для сигнала и фона
4.2.6 Распределение выхода созданных нейронных сетей для Б0 данных и смоделированных событий
4.2.7 Эффективность применения нейронных сетей
4.3 Результаты применения нейронных сетей
4.3.1 Систематические ошибки
4.3.2 Акцептанс сигнала и набранное число событий
4.3.3 Ограничения на сечения рождения одиночного £-кварка
4.4 Основные результаты
5 Рождение бозона Хиггса на коллайдере ЬЕР II под резонансным порогом.
5.1 Исследуемые процессы
5.2 Сечения процессов
5.3 Адронизация и отклик детектора
5.4 Основные результаты
Заключение
Благодарности
Литература

Введение
Одна из важнейших задач современной физики элементарных частиц -проверка и анализ предсказаний Стандартной Модели (СМ). В настоящее время СМ находится в хорошем согласии с экспериментом. Открытие в 1995 г. на коллайдере Теуа^оп (США) рождения топ-кварка в сильных взаимодействиях завершает целостную картину фермионов 3-го поколения и является знаменательным подтверждением успеха СМ.
Электрослабая модель, объединенная с КХД, представляет собой современную калибровочную теорию взаимодействия элементарных частиц и описывает феноменологию этих взаимодействий вплоть до масштабов в несколько сотен ГэВ. Однако существует ряд открытых вопросов, говорящих о том, что СМ не может быть признана окончательной теорией.
Экспериментально открытые кварки и лептоны имеют различные массы, спектр которых не может быть вычислен в рамках СМ. Кварки и лептоны группируются в 3 поколения. СМ не может дать ответ о причине существования именно такого числа поколений фермионов. Серьезный вопрос вызывает и хиггсовский сектор. Скалярный хиггсов-ский бозон необходим теории для того, чтобы ’’слабые” бозоны стали массивными, а фермионы приобрели массы через юкавские константы связи, вводимые в теорию как свободные параметры. Масса хиггсовско-го бозона не фиксируется теорией, причем эта частица еще не найдена. Константы электрослабых и сильных взаимодействий не связаны друг с другом, что говорит о возможном существовании более фундаментальной калибровочной группы, объединяющей КХД и электрослабые взаимодействия. Массы кварков и лептонов вместе с параметрами смешивания матрицы Кабиббо-Кобаяши-Маскавы, параметрами хиггсовского потенциала и константами связи калибровочных полей составляют 18 параметров, которые не определяются Стандартной Моделью. (V — А)-структура слабых взаимодействий не является внутренним свойством теории, а в соответствии с опытом вносится в модель ’’руками”. Непонятна причина большой разницы в массах фермионов и большая масса

3< т< А. >+г В' иТ Л*Ч сТ Л*Ч N
diagr.l с11а§г.2 diagr.3 diagr.
>г:, к <1^г.5 >Ч'"+ с V1 Л» diagr.6 ”>г'№+ в' н л <в diagr.7 в' г у>ь Ч diagr.
Л<‘ diagr.9 ^ Д*Ч Л«Ч чв diagr.ll) Л*<* diagr.ll и ► г-»—6 ИЧУ Г £ 4 ■-►-ИЧ diagr.l
1У+Т ИЧТ Зг _3 о 4 *-*--ИЧ о—1 -* :з ►-ич '< ““Ч 'ИЧ
сПа$5г.13 <На£г.14 <Иа^г.
Рис. 2.1: Фейнмановские диаграммы для процесса ив, —» ЬЪ¥/.