quark compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο atlas
DESCRIPTION
Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS. 3/6/2008 Πριόνας Βαγγέλης Επιβλέπον μέλος ΔΕΠ: Ηλίας Κατσούφης. Καθιερωμένο Πρότυπο ( Standard Model ). 12 Στοιχειώδη Σωματίδια 4 Σωματίδια Αλληλεπιδράσεων Επιτυχές... ... αλλά Ανεπαρκές. Κίνητρα Αναζήτησης Συνθετότητας. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/1.jpg)
Quark CompositenessΑναζήτηση Συνθετότητας
στο ATLAS
3/6/2008Πριόνας Βαγγέλης
Επιβλέπον μέλος ΔΕΠ:Ηλίας Κατσούφης
![Page 2: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/2.jpg)
Καθιερωμένο Πρότυπο(Standard Model)
• 12 Στοιχειώδη Σωματίδια• 4 Σωματίδια
Αλληλεπιδράσεων• Επιτυχές...
... αλλά Ανεπαρκές
![Page 3: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/3.jpg)
Κίνητρα Αναζήτησης Συνθετότητας
• Ανεπάρκεια Καθιερωμένου Προτύπου• Απλή λογική : Υπάρχει κάτι απλούστερο;• Αποκλειστικά Πειραματικό Μοντέλο• Απουσία Ολοκληρωμένης Θεωρίας• Πολλά Σωματίδια με Μεγάλες Μάζες• Όρια Διαστάσεων Στοιχειωδών Σωματιδίων
: 10-18 m
![Page 4: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/4.jpg)
Θωράκιση ΦορτίουΔίπολα σωματιδίου – αντισωματιδίου, που ζουν όσο επιτρέπει η αρχή αβεβαιότητας θωρακίζουν το φορτίο του ηλεκτρονίου. Με πολύ ενεργητικές δέσμες σωματιδίων εισερχόμαστε βαθύτερα στο σωματίδιο.
![Page 5: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/5.jpg)
Προτεινόμενα Μοντέλα Συνθετότητας
•Preons, by Pati and Salam, 1974
•Rishon Model•Tweedles, helons•Κ.λ.π.
![Page 6: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/6.jpg)
Προτεινόμενα Μοντέλα Συνθετότητας
Μοντέλο Rishon : 2 είδη ρισονίων (rishons) :•ένα φερμιόνιο T με φορτίο 1/3 e,•ένα ουδέτερο φερμιόνιο V
![Page 7: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/7.jpg)
Προτεινόμενα Μοντέλα Συνθετότητας
tweedles, helons :•tweedles : περιγράφονται σαν στροφές σαν «φιόγγους», ενώνονται ανά ζευγάρια για να σχηματίσουν τα helons.
•helons : τρειών ειδών H+, H-, H0, που ενώνονται ανά τριάδες.
H+H+H+ : e+
H+H+H0 : uB
H+H0H+ : uG
![Page 8: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/8.jpg)
Quark Compositeness
• Ενεργειακή Στάθμη Συνθετότητας Λ (Quark compositeness scale) : ανάλογη του 1/r
,όπου r η ακτίνα ενός κουάρκ• Νέες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των preons, δηλαδή των
κοινών συστατικών των κουάρκ και των λεπτονίων και ανταλλαγή τους.
• Quarks και λεπτόνια σε διεγερμένες καταστάσεις: πειραματικές αναζητήσεις διασπάσεών τους• Αλληλεπιδράσεις επαφής (contact interactions) του «ρεύματος» ενός κουάρκ με το «ρεύμα» ενός λεπτονίου• Λαγκρανζιανή L για 4 φερμιόνια (4 fermion effective
Langangian )
![Page 9: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/9.jpg)
• g : ισχύς της καινούργιας δύναμης αλληλεπίδρασης (new strong (hyperstrong) interaction coupling)
• η : παράγοντας φάσης• Λ : Ενεργειακή Στάθμη Συνθετότητας• ΨLγμΨL : συμβολίζει τον τελεστή «ρεύματος» ενός αριστερόστροφου
(L) σωματιδίου (δηλ αρνητική ελικότητα)
Lagrangian
![Page 10: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/10.jpg)
Αντιδράσεις 4 φερμιονίων
4 fermion contact interaction
Exchange of a heavy exotic particle
Constituent inerchange
![Page 11: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/11.jpg)
Lagrangian
Για ευκολία
λύνω μόνο ειδικές
περιπτώσεις
![Page 12: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/12.jpg)
Lagrangian
Με τη θεωρία υψηλών ενεργειών μπορούμε από την Λαγκρανζιανή να πάρουμε την Διαφορική
Ενεργό Διατομήαπό QCD από Συνθετότητα
![Page 13: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/13.jpg)
Quark CompositenessΠροβλέψεις όπως γίνονται από• Lukas Pribyl : Quark Compositeness in
ATLAS Institute of Physics of Academy of
Sciences of the Czech Republic, 26/2/08• Z.U. Usubov : A search for quark
compositeness at the LHC, JINR, Dubna, Russia and Institute of
Physics, Baku, Azerbaijan
![Page 14: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/14.jpg)
Z.U. Usubov , L.PribylΓωνιακή Κατανομή διπλών πιδάκων και Ισοτροπία
• Έλλειψη ισοτροπίας στις γωνιακές κατανομές, στις προβλέψεις της QCD.
• Ενδεχόμενη πιο ισοτροπική κατανομή γωνιών, ίσως μαρτυρά συνθετότητα
![Page 15: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/15.jpg)
Quark CompositenessLukas Pribyl
• Ψάχνουμε για διαφορές μεταξύ των προβλέψεων για τις εγκάρσιες ορμές διπλών πιδάκων του καθιερωμένου προτύπου και αυτών που λαμβάνουν υπόψη και τη συνθετότητα.
• Η θεωρία της συνθετότητας προβλέπει αύξηση της εγκάρσιας ορμής κάποιων πιδάκων σε σχέση με το SM στις ίδιες ενέργειες συγκρουομένων δεσμών.
![Page 16: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/16.jpg)
• Δυνητικά ζεύγη σωματιδίου-αντισωματιδ. από την ενέργεια της αλληλεπίδρασης
• Διπλοί Πίδακες (di-jets), π.χ. ud→ud, uu→uu • pT = εγκάρσια ορμή σε σχέση με τη διεύθυνση
της δέσμης• 2 leading pT jets, pT > 350 GeV• Παρόν όριο στο Tevatron (πρωτονίου-
αντιπρωτ, Κ.Μ. 1.8 TeV): Λ > 2.7 TeV• ATLAS : Λ > 10.3 TeV, Λ > 22 TeV
(ελπίζουμε)
Quark Compositeness in ATLAS
![Page 17: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/17.jpg)
Quark Compositeness in ATLAS
![Page 18: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/18.jpg)
Quark Compositeness in ATLAS
![Page 19: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/19.jpg)
Quark Compositeness in PYTHIA
Inclusive leading dijet pT-spectra for Λ = 3, 5, 10, 15, 20 TeV andQCD only as obtained with ATLFAST, Pythia and CTEQ6L1.
![Page 20: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/20.jpg)
CM scattering angle Θ* of 2-2 parton scattering
η1,2 = Ψευδο-οκύτητες των δύο leading PT jets
Θ1,2 = γωνία των κουάρκ στο Κ.Μ. των 2 συγκρουομένων πρωτονίων του επιταχυντή LHC
![Page 21: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/21.jpg)
Κανονικοποιημένη κατανομή για διάφορες τιμές της Λ, με τομές στην αναλίωτη μάζα mjj > 1 TeV (αριστερά) και mjj > 5.9 TeV
(δεξιά).
Quark Compositeness in PYTHIA
![Page 22: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/22.jpg)
Γωνιακή Κατανομή και Ισοτροπία
Αριθμός Τυπικών
απόκλισεων:
Λόγος Γεγονότων Περιοχών
Εκτελώ «Τομή» στο φάσμα, στο σημείο χcut.
![Page 23: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/23.jpg)
Quark Compositeness in PYTHIA
R1 σε συναρτήσει χ-cut και mjj-cut, για Λ = 10 TeV
![Page 24: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/24.jpg)
Quark Compositeness in PYTHIA
To R1 συναρτήσει του Λ σε φωτεινότητα (luminosity) 30 fb−1(μετά από περίπου 3 χρόνια λειτουργίας). CTEQ6L1. (Το κόκκινο χωρίο δείχνει το στατιστικό σφάλμα)
![Page 25: Quark Compositeness Αναζήτηση Συνθετότητας στο ATLAS](https://reader035.vdocuments.net/reader035/viewer/2022081507/56815dd4550346895dcbff86/html5/thumbnails/25.jpg)
Βιβλιογραφία• Lukas Pribyl : ATLAS NOTE, Quark Compositeness in
ATLAS in release 11.0.4X, 26/2/2008• Z.U. Usubov : A search for quark compositeness at
the LHC• Kimonas Boukas, Elias Katsoufis : Searching for
Quark Compositeness at LHC, 19/4/2008• Donald H. Perkins : Εισαγωγή στη Φυσική Υψηλών
Ενεργειών• Κων/νος Ε. Βαγιονάκης : Σωματιδιακή και Κοσμολογική
Φυσική• David Griffiths : Introduction to Elementary
Particles• Martinus Veltman : Facts and Mysteries in
Elementary Particle Physics• www.google.com• www.cern.ch• www.atlas.ch• www.cerncourier.com• www.wikipedia.com• www.onceuponiparis.blogspot.com