عنوان
اندازه‌گيري جرم كوارك تاپ انگيزه‌اي براي شتاب‌دهنده‌هاي آينده
نويسنده اصلي
بهاريون، زهره
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
فيزيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
كوارك تاپ، به‌عنوان سنگين‌ترين كوارك مدل استاندارد، نقش مهمي در بررسي ساختار برهم‌كنش‌هاي بنيادي و آزمودن سازگاري مدل استاندارد ايفا مي‌كند. از اين رو، اندازه‌گيري دقيق جرم آن يكي از اهداف مهم آزمايش‌هاي فيزيك ذرات در برخورد دهنده‌هاي آينده به شمار مي‌رود. برخورد دهنده‌ٔ دايره‌اي آينده‌ٔ الكترون-پوزيترون، با فراهم‌كردن محيطي تميز و امكان كنترل انرژي مركز جرم، شرايط مناسبي را براي مطالعهٔ دقيق توليد جفت كوارك--پادكوارك تاپ فراهم مي‌كند. در رويكرد نخست، با استفاده از يك نمونهٔ شبيه‌سازي‌شده، جرم كوارك تاپ از طريق محصولات واپاشي تمام هادروني در فرآيند
e⁺e⁻ → W⁺W⁻b b̄ استخراج گرديده است. در ابتدا، نمونهٔ رويدادها توليد شده و سپس اثر يك آشكارساز فرضي بر آن اعمال شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه پاسخ آشكارساز فرضي موجب كاهش و تغيير در بازسازي انرژي فواره‌ها مي‌شود و از اين رو، براي دستيابي به بازسازي دقيق جرم كوارك تاپ، تصحيح انرژي فواره‌ها ضروري است. پس از تصحيح انرژي فواره‌ها، كه به‌منظور يك مطالعهٔ امكان‌سنجي انجام شده است، جرم تاپ به‌صورت
GeV 172.45 ± 0.14 به‌دست آمده است .
در رويكرد دوم، جرم و پهناي واپاشي كوارك تاپ از طريق بررسي سطح مقطع توليد جفت كوارك--پادكوارك در نزديكي آستانهٔ توليد استخراج شده است. براي اين منظور، سطح مقطع توليد در چند نقطهٔ انرژي مركز جرم در اطراف آستانهٔ توليد، با استفاده از نمونه‌هاي شبيه‌سازي، تعيين و با منحني‌هاي نظري محاسبه‌شده تا سه مرتبهٔ اختلال كوانتومي، مقايسه شده است. برازش منحني‌هاي نظري به داده‌هاي شبيه‌سازي شده، مقدار
171.5 ± 0.012 GeV را براي جرم كوارك تاپ به‌دست مي‌دهد.
از آنجا كه تفسير جرم كوارك تاپ به تعريف جرم و چارچوب نظري مورد استفاده وابسته است، مقايسهٔ جرم‌هاي حاصل از دو رويكرد مذكور، در يك بستر آماري مشترك انجام شد. با در نظر گرفتن عدم‌قطعيت آماري يكسان براي هر دو روش و بررسي وابستگي دقت اندازه‌گيري به درخشندگي كل، نتايج نشان مي‌دهد كه در برخورد دهنده‌هاي آينده مي‌توان اختلاف مركزي ميان جرم‌هاي به‌دست‌آمده از دو روش را به كمتر 0.5 GeV كاهش داد. اين امر امكان بررسي تجربي ارتباط ميان دو تعريف جرم و مطالعهٔ منشأ اختلاف ميان آن‌ها را با دقت بيشتري فراهم مي‌كند.
شماره ركورد
238470
گرايش رشته تحصيلي
ذرات بنيادي و نظريه ميدان‌ها
دانشكده
فيزيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان