Перспективы обнаружения новой физики на установке АТЛАС и калибровка ее адронного калориметра

• Автор: Храмов, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 116 с. : ил.

Содержание

1 Экспериментальная установка АТЛАС

1.1 Введение к главе

1.2 Описание установки

1.2.1 Внутренний детектор

1.2.2 Калориметр

1.2.3 Мюонный детектор

2 Измерение заряда топ-кварка на установке АТЛАС

2.1 Введение к главе

2.2 Сигнатуры распада распада пары топ- и антитоп-кварка

2.3 Генерация и отбор событий
2.4 Алгоритм нахождения пары 6-струи к изолированному лептону
2.5 Полулептонный распад R-мезона
2.6 Заключение к главе
3 О возможности поиска топ-антитоп резонансов на LHC
3.1 Введение к главе
3.2 Генерация событий
3.3 Исследования в долгосрочной перспективе (с 6-тэггингом)
3.4 Исследования в краткосрочной перспективе (без 6-тэггинга)
3.5 Заключение к главе
4 Наблюдение глюино в EGRET области на LHC
4.1 Введение в теорию Суперсимметрии
4.2 Восстановление событий в лептонных каналах распада глюино
4.2.1 Критерий конечной точки в ’’дилептонном” канале
4.2.2 Критерий конечной точки в ”д и лептонных” и ’’лептон-струйных” каналах распада
4.2.3 Полностью лептониые каналы распада глюино
4.3 Адронные каналы распада нейтралино
4.4 Адронная и лептонная моды распада нейтралино
4.5 Исследования основных фоновых процессов
4.6 Заключение к главе

5 Исследование функции отклика центральной области адронного калориметра установки АТЛАС на пионы в СТВ 2004 и сравнение с данными моделирования методом Монте-Карло
5.1 Введение к главе
5.2 Линия пучка
5.3 Описание детектора
5.4 Моделирование Монте-Карло
5.5 Отбор событий
5.6 Восстановление энергии
5.6.1 Определение минимальных ионизационных потерь частицы в электромагнитном калориметре
5.7 Поправки на функции отклика и энергетического разрешения
5.7.1 Поправка на протоны
5.7.2 Поправка на продольную утечку энергии
5.7.3 Поправка на поперечную утечку энергии
5.8 Сравнение критерия на МІР в SCI для данных тестирования
на пучке с критерием на МІР в пассивном веществе между LAr
и Tile калориметрами для данных моделирования Монте-Карло
5.9 Систематические погрешности
5.10 График линейности и энергетического разрешения адронного калориметра
5.10.1 Измерения
5.10.2 Феноменологическая интерпретация
5.10.3 Сравнение с результатами предыдущих тестирований на пучке
5.11 ’’Точки” при высоких энергиях пучка
5.12 Потерянная энергия в пассивном веществе при Г]
5.13 Заключение к главе

Введение
Настоящая работа посвящена исследованиям некоторых эффектов новой физики на эксперименте АТЛАС, а также измерению отклика и энергетического разрешения его адронного калориметра на пионы.
Актуальность темы. Фермиопы, элементарные частицы со спином 1/2, в СМ делятся на две группы: кварки и лептоны. Топ-кварк — самый тяжелый из всех кварков. Одна из главнейших, первоочередных задач физики топ-кварка — это прецизионное определение его массы. С другой стороны, необходимо быть уверенным в том, что заряд частицы, обладающей массой топ-кварка, соответствует ожидаемому заряду тон-кварка в Стандартной Модели (т.е. равен 2/3 заряда протона). Такая информация будет важной и независимой проверкой Стандартной Модели.
Кроме большой массы, топ-кварк еще является очень короткоживущим (тt ~ 1 /Гt ~ 0.5 х 10-24 с) и, в отличие от других кварков, распадается настолько быстро, что не успевает адронизоваться. По крайней мере, еще не зарегистрировано никаких адронов или связанных адронных состояний, содержащих топ-кварк. Поскольку существуют связанные состояния (мезоны) всех других кварков, то вполне естественно ожидать, что и топ-кварк имеет свое связанное состояние, которое пока не обнаружено. Существует несколько теоретических моделей, предсказывающих существование достаточно тяжелых резонансов, распадающихся на //-пару.
Открытие Суперсимметричных партнеров известных частиц (SUSY частиц) и бозона(ов) Хиггса является одной из целей для современной экспериментальной физики частиц. Вот почему необходимо провести очень аккуратные исследования по поиску каких-либо (или всех) сигнатур SUSY частиц, что позволит действительно доказать открытие Суперсимметрии. Минимальный вариант Суперсимметрии в рамках Стандартной Модели (MSSM) с универсальным мягким нарушением суперсимметрии внесенным супергравитацией (mSUGRA) имеет минимальный набор свободных параметров: гщ, т 1 /2> signß, A(j, tanß = V2/V1. Была предложена новая область параметров то и mi/2, мотивированная результатами эксперимента EGRET, с довольно большим значением параметра скалярной массы то и относительно маленьким значением параметра массы фермионов тj2- В данном случае

Рис. 13: “Дилептонный” канал распада |-пары с четырьмя 6-струями (четырьмя вторичными вершинами), двумя лептонными парами. Два ЬБР нейтрал ино Х не регистрируются.
Рис. 14: “Лептон-струйный” и “мультиструйный” каналы распада Дд-пары с четырьмя 6-струями и, либо одной лсптонной парой и парой легких кварков, либо двумя парами легких кварков.