1 / 17

Meritev lahkega Higgsovega bozona z detektorjem ATLAS

Meritev lahkega Higgsovega bozona z detektorjem ATLAS. Boštjan Maček mentor: prof. dr. Marko Mikuž. Pregled. motivacija eksperiment osnovne lastnosti Higgsovega bozona zahteve po lastnostih detektorja rekonstrukcija razpadnega načina H 

cady
Download Presentation

Meritev lahkega Higgsovega bozona z detektorjem ATLAS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Meritev lahkega Higgsovega bozona z detektorjem ATLAS Boštjan Maček mentor: prof. dr. Marko Mikuž

  2. Pregled • motivacija • eksperiment • osnovne lastnosti Higgsovega bozona • zahteve po lastnostih detektorja • rekonstrukcija razpadnega načina H • potencial detektorja ATLAS za odkritje Higgsovega mezona

  3. Motivacija • Standardni model napove Higgsov bozon, vendar je njegova masa parameter modela • Higgsovo polje je odgovorno za maso(Higgsov mehanizem) • Po odkritju ga je potrebno identificirati SM ali kaj drugega ? • možne meje SM

  4. Omejitve mase Higgsovega bozona • teoretične omejitve šibke: mH<1 TeV/c2 • dosedanje meritve: • Tevatron • LEP • neposredne meritve • meritve elektro-šibke sile • dosedanji podatki nakazujejo lahek Higgsov bozon(mZ<mH<2mZ)

  5. LHC • obseg: 27 km • štirje eksperimenti: • ATLAS • CMS • LHCb • ALICE • trkalnik proton-proton • energija protona 7 TeV • celotna razpoložljiva energija 14 TeV • začetek delovanja letos jeseni • nekaj fb-1 integrirane luminoznosti 2008 • kasneje tudi do 100 fb-1 / leto

  6. ATLAS hadronski kalorimeter elektromagnetni kalorimeter mionski sistem toroidni magnetni sistem • velike dimenzije: • premer 25 m • skupna teža 7000 ton solenoid sledilni sistem

  7. Nastanek Higgsovega bozona • fuzija gluonov • dominanten način produkcije • dominira prispevek t kvarka • fuzija vektorskih bozonov • pridružena produkcija • lažja identifikacija procesa • gluoni so del protonov strukturne funkcije

  8. Razpadi Higgsovega bozona • pri višjih energijah predvsem razpadi v vektorske bozone • pri nižjih energijah več razpadnih kanalov • najredkejši: H • tudi dvogluonski razpadi • ti so neločljivi od ozadja • smiselna je rekonstrukcija v več razpadnih načinih - vsak pokaže svoje prednosti na določenem intervalu možnih mas Higgsovega bozona

  9. Meritev fotonov I - EMC • Elektromagnetni kalorimeter (EMC) • fotoni in elektroni • meritev energije • meritev smeri • identifikacija • energijska ločljivost najostrejše zahteve po kalorimetru: H, HZZ4l

  10. Meritev fotonov II - konverzije • konverzije (e+e-) predstavljajo izgube v učinkovitosti • verjetnost za konverzijo: • to postavlja ostro zahtevo za sledilni sistem • fotone poskušamo rekonstruirati • pomemben je radij, pri katerem je do konverzije prišlo: • r<40 cm vsaj dve sledi elektrona v sledilnem sistemu • r>40 cm le kakšna sled elektrona – izgubimo informacijo o smeri • predvzorčevalnik elektromagnetnega kalorimetra poskuša identificirati konverzije pri večjih radijih prepotovana dolžina v enotah radiacijske dolžine

  11. Rekonstrukcija razpadnega načina H • maso Higgsovega bozona določimo kot • pričakovana napaka: • določanje primarnega verteksa prispeva k napaki E1,2 ... energiji fotonov  ... kot med fotonoma širina rekonstruiranega razpada raste kot koren mase Higgsa !!!

  12. Ozadje • Neločljivo ozadje: • Bornov proces • škatlast proces • kvarkovsko zavorno sevanje • 0 • QCD ozadje • napačna identifikacija • procesi jj, j, Ze+e- preseki za te procese so 104-107 krat večji kot presek za H !!

  13. Dodatni kriteriji • lahko vključimo zahtevo po pridruženi produkciji • imamo dodatne delece, ki identificirajo proces • pričakujemo manj ozadja • manjša statistika signal neločljivo ozadje QCD ozadje

  14. Preostali razpadni kanali

  15. Opazljivost signala • Kot mero kakovosti rekonstrukcije razpada, oziroma opazljivost signala, definiramo signifikanco • Za signal Gaussove porazdelitve in konstantno ozadje gostote B • Paziti na: • nekonstantno ozadje • ne-Gaussovi repi porazdelitve signala (ne spremenijo optimalnega) Ns … signalni dogodki No … dogodki ozadja maksimum pri m=1.4 linearno zmanjšujejo signifikanco !!!

  16. Signifikance • H obetaven na intervalu • 100-150 GeV/c2 mas Higgsovega • bozona • primerljiv z ostalimi razpadnimi načini v tem področju • lahek Higgsov bozon je mogoče odkriti že z 30 fb-1integrirane luminoznosti

  17. Zaključek • za detekcijo Higgsovega bozona potrebujemo izjemen detektor • izziv predvsem pri nižjih masah Higgsovega bozona • velik potencial detektorja ATLAS za odkritje in meritev osnovnih lastnosti Higgsovega bozona • manj pričakovanj je glede določitve kvantnega števila CP in spina

More Related