Поиск WR-бозона и тяжелого нейтрино на детекторе ATLAS

• Автор: Сковпень, Кирилл Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Глава 1. Модель LRSM

1.1. Модель лево-правой симметрии

1.2. Осцилляции нейтрино

Глава 2. Экспериментальные поиски Ид-бозона и тяжелого

нейтрино

2.1. Поиски Ид-бозона

2.2. Поиски тяжелого нейтрино

2.3. Поиски Ид-бозона и тяжелого нейтрино на малой интегральной светимости в экспериментах на LHC

Глава 3. Эксперименты на Большом Адронном Коллайдере

3.1. Ускорительный комплекс

3.2. Детекторы и задачи экспериментов

Глава 4. Описание детектора ATLAS
4.1. Магнитная система
4.2. Трековый детектор
4.3. Калориметр
4.4. Мюонный детектор
4.5. Триггер и система сбора данных
4.6. Система контроля детектора
4.7. Набор и обработка данных

Глава 5. Моделирование
5.1. Процесс рр Иц
5.2. Процесс Дрелла-Яна
5.3. Рождение пары векторных бозонов
5.4. Процессы с рождением Шкварка
Глава 6. Условия отбора -ОДО) событий
6.1. Базовые условия отбора
6.2. Дополнительные условия отбора
6.3. Оценка систематических ошибок в реконструкции лептонов и
струй
Глава 7. Изучение фоновых событий
7.1. Изучение фоновых событий с рождением пары ^-кварков
7.2. Измерение фона от КХД процессов
7.3. Смена знака заряда у лептона
7.4. Сравнение данных и предсказаний для фоновых событий
Глава 8. Методы вычисления пределов для физических процессов
8.1. Классический метод и определение СЬ3
8.2. Байесовский предел
8.3. Метод Фельдмана-Коузинса
Глава 9. Результаты
Заключение
Литература

После более чем десяти лет строительства, в 2009 году начал свою работу Большой Адронный Коллайдер (LHC) — ускоритель, построенный в ЦЕРНе. К концу 2011 года была набрана интегральная светимость ~ 5 фб-1 при суммарной энергии сталкивающихся пучков 7 ТэВ. Объем записанных данных позволяет сделать проверки большого количества гипотез о существовании новых частиц, предсказываемых в рамках различных расширений Стандартной модели, а также более точно измерить параметры уже известных частиц и константы связи их взаимодействий. Одной из важных задач экспериментов на LHC является поиск бозона Хиггса, существование которого предсказывается в рамках Стандартной модели, и который ответственен за генерацию масс всех известных частиц.
Стандартная модель является очень успешной моделью для объяснения огромного количества экспериментальных наблюдений, однако, существует ряд вопросов, на которые нельзя получить ответ в ее рамках. Одним из таких вопросов является объяснение иерархии масс элементарных частиц. В Стандартной модели массы частиц являются свободными параметрами, а массы нейтрино равны нулю. Ненулевую массу нейтрино можно получить введением правых стерильных нейтрино или расширением калибровочной группы. Например, в рамках модели Left-Right Symmetric Model (LRSM) предсказывается существование новых частиц: право-поляризованных тяжелого нейтрино и заряженного калибровочного векторного бозона Wr, а также нейтрального калибровочного векторного бозона Z'. Для объяснения малости массы легких нейтрино был предложен механизм See-Saw, который может быть реализован в рамках модели LRSM.
Одним из наиболее перспективных каналов поиска этих новых ча-

ATLAS Online Luminosity VI = 7 TeV • LMC Stable Beams Peak Lumi: 3 65 x 1033 cm'2 s1
Day in 2011
4.5
3.5
2.5
1.5
0.5
01/03 03/04 06/05 09/06 12/07 14/08 16/09 20/10 22/11 Day in 2011

(a)
(6)
25/04
27/06 29/08 31/10
Date in 2011
(в)
Рис. 4.15. (a) — интегральная светимость, (б) — пиковая мгновенная светимость, (в) — эффективность набора данных в 2011 году.
Схематическое изображение основных этапов реконструкции событий после их записи на дисковый массив представлено на рис. 4.16. При обработке данных реконструкция событий производится на двух вычислительных центрах TierO и Tierl, и затем копируется на дисковые массивы Tier2/3. Вычислительный центр TierO, задачей которого является первая реконструкция ‘сырых” событий (RAW) для быстрого анализа качества записанных данных, находится непосредственно в ЦЕРНе. После реконструкции событий на TierO