Моделирование процессов парного рождения суперсимметричных партнеров топ-кварков на будущем международном линейном коллайдере (ILC) и процессов с рождением лептонных пар на планируемом ускорительном комплексе FAIR

• Автор: Скачкова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Оглавление - I щ

1 Введение
1.1 Фундаментальные частицы Стандартной Модели и ее расширений
1.2 Минимальная Суперсимметричная Модель и её частицы
1 Изучение процесса рождения пары скалярных топ-кварков в е+е~ столкновениях на 1ЬС
2 Изучаемые процессы
2.1 Выбор параметров МССМ и определение массы стоп-кварков
3 Распределения кинематических переменных в процессах рождениях пар стоп- и топ-кварков
3.1 Кинематические распределения стоп-кварков
3.2 Распределения струй от распадов \г-бозона
3.3 Распределения 6-кварков и 6-струй
3.4 Разделение сигнальных и фоновых мюонов
4 Глобальные переменные для отделения фоновых событий и сечения процессов
4.1 Две наиболее эффективные глобальные переменные
4.2 Критерии отбора событий и величина отношения сигнала к фону
4.3 Сечения сигнальных и фоновых процессов
5 Определение массы скалярного топ-кварка
6 Выводы по части I
II Изучение процесса рождения пар скалярных топ-кварков в
поляризованных фотон-фотонных столкновениях на 1ЬС
7 Введение
8 Характеристики фотонных пучков
9 Распределения кинематических переменных в процессах рождения пар стоп- и топ-кварков в фотон-фотонных столкновениях
9.1 Кинематические распределения стоп-кварков в
фотон-фотонных столкновениях
9.2 Распределения струй от распадов ¥-бозона в фотон-фотонных столкновениях
9.3 Распределения 6-кварков и Ь-струй
9.4 Распределения сигнальных мюонов
10 Глобальные переменные, используемые для отделения фона
10.1 Критерии отбора событий и отношение сигнала к фону
11 Определение массы скалярного топ-кварка
12 Выводы по части II
III Монте-Карло моделирование процесса рождения лептонных пар В событиях рр —» 1+1~ + X при энергии пучка Еьеат — 14 ГэВ
13 Введение
13.1 Эксперимент PANDA
13.1.1 Детектор эксперимента PANDA и его мюонная система
13.2 Важность и актуальность изучения процесса рождения лептонных пар
14 Рождение лептонных пар в протон-антипротонных столкновениях при промежуточных энергиях
14.1 Распределения сигнальных лептонов, рожденных в рр - столкновениях
14.2 Процесс с рождением J/Ф-мезона и его распадом в лептонную пару
14.3 Распределения по инвариантной массе, энергии и поперечному импульсу лептонной пары
14.4 Оценка размера области х - Q2, доступной для измерения структурных фунций
15 Фоновые лептоны от адронных распадов в сигнальных событиях
15.1 Фоновые мюоны
15.1.1 Кинематические распределения пионов
15.1.2 Кинематические распределения распадных фоновых мюонов в сигнальных событиях
15.2 Фоновые электроны
15.3 Ограничения для уменьшения фона
16 Фоновый вклад от гшштшп-Ыав и КХД процессов
16.1 Мюонный фон
16.2 Электронный фон
16.3 Разделение сигнальных и фоновых событий
17 Некоторые замечания о других возможностях изучения структуры протона с использования процессов с рождением лептонных пар
18 Выводы по части III
19 Заключение

Mean 8.479 RMS
Underflow 0 Overflow 0 Integral 4751
10 20 30 40 50 60 70

Рис. 3.10: РТ спектр Ь- и Ь-кварков. а) Рождение пар стоп-кварков; Ь) рождение пар топ-кварков.
РТЬ, СеУ
Mean -0.4606
RMS 0.4567
Underflow
Overflow
Integral 2373
случая стоп-кварка. Как видно из графиков Ь) рис. 3.9 и 3.10, 6-кварки, рожденные в топ-распадах очень энергетичны (большая часть топ-кварк событий имеют Еь > 25 ГэВ) и около 90% из них имеют большой поперечный импульс РТь > 20 ГэВ. Это отличие от распада стоп-кварка можно легко понять. Стоп-кварк распадается на тяжелое чарджино, в то время как топ-кварк распадается на реальный 1¥-бозон, чья масса примерно вдвое меньше массы чарджино М ±. Следовательно, 6-кварки, рожденные в распадах топ-кварка,

имеют большее фазовое пространство, чем 6-кварки, рожденные в распадах стоп-кварка.
Рис. 3.11: а) Распределение полярного угла 6ь Ъ- и Ь-кварков в рождении стоп-кварка; Ь) распределение сов(Ь, Ь) в рождении стоп-кварка.
В случае процессов с рождением пары стоп-кварков, распределение полярного угла 6-кварков 9ь (отсчитываемого от направления сталкивающихся пучков) представлено на рис. 3.11 а). График Ь) рис. 3.11 содержит сов(Ь, 6) распределение, где сой(6, 6) есть косинус относительного ("открытого") угла между 3-х импульсами 6- и 6-кварков, рожденных в одном и том же стоп-кварк событии. Он показывает, что большая часть 6- и 6-кварков летят примерно в противоположных направлениях, хотя некоторая небольшая часть из них может лететь и в одной полусфере. Т.о. в эксперименте мы можем ожидать сходных