Поиск универсальных дополнительных измерений в эксперименте D0

• Автор: Щукин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 79 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Стандартная модель

1.1. Основные положения СМ

1.2. Недостатки СМ

1.3. Теории дополнительных измерений

1.3.1. Большие дополнительные измерения

1.3.2. Искривленные дополнительные измерения

1.3.3. Универсальные дополнительные измерения . .

1.3.4. Массовый спектр тІІЕВ

2. Коллайдер ТеуаИоп и экспериментальная установка БО
2.1. Коллайдер ТеуаПоп
2.2. Экспериментальная установка БО
2.2.1. Координатная система БО
2.2.2. Центральная трековая система. ЭМТ-трекер . .
2.2.3. Центральная трековая система. СБТ-трекер . .
2.2.4. Калориметры
2.2.5. Мюонная система
2.2.6. Триггерная система
3. Поиск универсальных дополнительных измерений
3.1. Использованные данные
3.2. Моделирование событий искомых и фоновых процессов .
3.3. Предварительный отбор событий
3.4. Оценка фона от КХД-процессов

3.5. Окончательный отбор событий. Переменные для мульти-вариационного анализа
3.6. Выделение сигнала
3.7. Систематические погрешности
3.8. Результаты поиска процессов, связанных с универсальными дополнительными измерениями
Заключение
Литература

Введение
Основной задачей физики высоких энергий является поиск фундаментальных частиц, взаимодействие между которыми должно объяснять все многообразие процессов и явлений во Вселенной. За последние десятилетия в этом направлении совершен грандиозный прорыв - создана квантово-полевая теория -Стандартная Модель (СМ), описывающая чрезвычайно широкую совокупность явлений субъядерного мира. Заметим, что большинство фундаментальных частиц не было известно до последнего времени. Более того, некоторые из них -кварки и глюоны - в нашем мире вообще не существуют в свободном состоянии. Это означает, что, например, кварки нельзя просто зарегистрировать как изолированные частицы в детекторе. Всесторонние экспериментальные проверки СМ на ускорителях и коллайдерах не выявили серьезных разногласий с предсказаниями СМ. Однако, есть основания полагать, и об этом будет сказано ниже, что СМ не является по ряду причин вполне удовлетворительной, и должна существовать более общая теория, объясняющая, например, асимметрию вещества и антивещества во Вселенной. В связи с этим неудивительно, что уже давно начали предприниматься попытки расширить СМ путем введения дополнительных гипотез. Одним из таких расширений является модель универсальных дополнительных измерений (UED - от англ. Universal Extra Dimensions). Согласно этой модели существует одно или несколько дополнительных измерений и все частицы и поля „живут“ во всех этих 4 + п измерениях. В значительной степени модель UED опирается на теорию Калуцы и Клейна (КК) и является ее развитием. Каждой частице СМ сопоставляется соответствующая башня КК-состояний. В силу сохранения КК-четности, КК-состояния могут рождаться только парами, а легчайшая КК-частица является стабильной. Нетрудно заме-

проволочных детекторах и от наличия соответствующего трека в центральной трековой системе каждому зарегистрированному мюону присваивается крите-рией его “качества”: loose, medium или tight [22]. Критерий loose содержит самые мягкие требования, а критерий tight - самые жесткие. Критерии качества являются инклюзивными, т.е. tight мюон является одновременно loose и medium мюоном.
2.2.6. Триггерная система
Коллайдер Тэватрон обеспечивает столь большое число протон-антипро-тонных взаимодействий в единицу времени, что записать каждое зарегистрированное событие для последующего анализа не представляется возможным. Кроме того, большая часть этих событий связана с КХД-процессами с малой передачей энергии, которые не представляют большого интереса для исследователей в эксперименте DO. Для выделения из общего потока наиболее интересных событий и служит триггерная система. Триггерная система экспериментальной установки DO разделена на три последовательных уровня: LI, L2, L3. На вход триггера первого уровня события поступают с частотой 2.5 МГц. Основными компонентами триггера первого уровня являются L1CTT (триггер центрального треккера), LIMuon (триггер мюонной системы), LICal (калориметрический триггер). Система L1, используя специально разработанные таблицы решений, понижает поток событий до частоты 1-2 кГц. В таблицах решений содержится 128 вариантов срабатываний различных детекторов установки DO. Триггер второго уровня сочетает в себе как аппаратные, так и программные средства. Задача этой системы — понизить частоту потока событий до 500-1000 Гц. Система L2 состоит из аппаратных блоков детекторных препроцессоров и глобального процессора, который, основываясь на информации об объектах, поступающей с