Рождение очарованных частиц при высоких энергиях

• Автор: Новоселов, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Протвино
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Глава 1. Рождение адронов с открытым очарованием в фрагментационной модели
1.1. Введение
1.2. Теоретический обзор
1.2.1. Пертурбативная функция фрагментации и КХД-эволюция
1.2.2. Моделирование непертурбативных эффектов
1.3. Извлечение непертурбативных функций фрагментации из...данных В-фабрик
1.4. Результаты
1.4.1. Рождение П*-мезонов и Ас-барионов в е+е“-взаимодей-ствиях
1.4.2. Рождение П-мезонов в е+е~-взаимодействиях
1.4.3. Рождение П*-мезонов и Лс-барионов в распадах В-мезонов
1.5. Выводы к первой главе
Глава 2. Парное рождение Т/ф-мезонов
2.1. Введение
2.2. Глюн-глюонное рождение пары Т/ф-мезонов
2.3. Адронное рождение
2.3.1. В одиночных партонных взаимодействиях
2.3.2. В двойных партонных взаимодействиях
2.4. 4с-тетракварк
2.5. Выводы ко второй главе
Глава 3. Ассоциативное рождение J /'ф-мезопов и открытого чар-ма и парное рождение открытого чарма
3.1. Введение
3.2. Рождение четырех тяжелых кварков в одиночном глюон-глюонном взаимодействии
3.3. Ассоциативное рождение J/'ф и П-мезонов в кинематических условиях ЬНСЬ
3.4. Рождение четырех П-мезонов в кинематических условиях ЬНСЬ
3.5. Выводы к третьей главе
Заключение
Список литературы
Приложение А. Корреляции типов В- и П-мезонов в распадах
В > О - А'
Приложение Б. Расчет спектров масс тетракварков

Актуальность темы исследования:
4 июля 2012 года в ЦЕРНе состоялся семинар на котором были представлены результаты поиска хиггсовского бозона на LHC в данных 2011 и 2012 годов при энергиях протон-протонных соударений 7 и 8 ТэВ. В двух подробных докладах коллаборации ATLAS и CMS показали, что намеки на существование новой частицы с массой около 126 ГэВ, имевшиеся в данных 2011 года, подтверждаются и новыми данными. Локальная статистическая значимость достигла 5.9 и
5.0 стандартных отклонений в измерениях ATLAS [1] и CMS [2] соответственно.
Результат LHC заключается не только в том, что найдена новая частица, но и в том, что она проявляется сразу в нескольких каналах распада с примерно той интенсивностью, с которой должен проявляться бозон Хиггса. При этом наибольшую статистическую значимость имеет канал распада на два у-кванта, имеющий относительную вероятность порядка 0.2% [3]. Также заметное превышение сигнала над фоном обнаружено в каналах распадов на WW* и ZZ*, имеющих относительные вероятности порядка 20% и 3%, соответственно. Основной же канал распада на bb, имеющий относительную вероятность около 60%, не обнаружен в настоящий момент из-за большого фона. Такая же проблема имеет место в поиске канала распада на сс, имеющего относительную вероятность около 3%.
Ситуация должна быть иной для экспериментов на е+е_-коллайдерах будущего. При столкновении бесструктурных лептонов будет отсутствовать значительный КХД фон, свойственный pp-взаимодействиям. Это позволит использовать основной канал распада легкого бозона Хиггса на пары тяжелых кварков.
Экспериментально наблюдаемыми в детекторах частицами являются не тяжелые кварки, а тяжелые адроны, образующиеся из них. Процесс рождения тяжелых адронов объединяет эффекты на разных энергетических масштабах. При этом рождение кварк-антикварковой пары, происходящее на большом энер-

из лептонной ширины, равно
’Фф'(г)г=о = °-16 ГэВ3/2. (2.4)
Принимая во внимание численные значения для волновых функций и масс можно получить:
а{23/ф) : а^/гр + ф') : а{2ф') -1:1/2: 1/12. (2.5)
Учитывая, что относительная ширина распада ф' —> 3/ф + Х около 56%, можно заключить, что вклад й'-волновых возбужденных состояний в парное рождение 7/^-мезонов составляет около 30%.
Расчет вклада от рождения и распадов Р-волновых состояний чармо-ния, таких как Хс, требует вычисления других матричных элементов с двумя Р-волновыми частицами в конечном состоянии. При этом рождение состояний Хс + J/Ф подавлено сохранением зарядовой четности, а вклад от распадов двух Хс в образование пар J/ф подавлен квадратом относительной вероятности распада. Поэтому учетом этих процессов в данной работе пренебрегается.
Помимо уже указанных, вблизи порога возможным источником рождения пары 3/ф-ыезстов является процесс глюонного рождения пары дикварков сс и сс. Этот процесс описывается диаграммами, аналогичными приведенным на Рис. 2.1, но с измененными цветовыми множителями, перенаправленными фер-мионными линиями и другим значением непертурбативного параметра — волновой функции дикварка в нуле. Этот параметр может быть вычислен в различных потенциальных моделях. В соответствии с работой [24] его значение равно
Ф[сс](г)|г=0 = 0.15 ГэВ3/2. (2.6)
На Рис. 2.4 приведено сечение рождения пары дикварков в зависимости от инвариантной массы пары глюонов. По крайней мере до порога рождения двух Всс-барионов на /1 ~ 7 ГэВ, ожидается переход этого состояния в пару З/ф или в тетракварк, наблюдаемый как пик в системе двух 3/ф-мезонов.