Измерение массы топ-кварка при его парном рождении в pp-взаимодействиях на Тэватроне, использующее дилептонную и лептон-трек выборки событий эксперимента CDF
Диссертация
Решение задачи прецизионного измерения массы топ-кварка стало возможным благодаря глубокой модернизации ускорительного комплекса Тэва-трон и базовых установок, проводимых на нем экспериментов CDF и D0. Начало Run II открыло новую главу в современном изучении тяжелых кварков. Нельзя не упомянуть тот факт, что на данный момент все основные экспериментальные исследования топ-кварка были выполнены… Читать ещё >
Содержание
- 1. Прецизионное измерение массы топ-кварка на установке CDF: мотивация, цели и оснащение эксперимента
- 1. 1. Мотивация и цели эксперимента
- 1. 1. 1. Стандартная модель элементарных частиц
- 1. 1. 2. Топ-кварк в Стандартной модели и мотивация эксперимента по прецизионному измерению его массы
- 1. 1. 3. Аспекты физики топ-кварка на Тэватроне
- 1. 1. 4. Чем интересно измерение массы топ-кварка на дилеп-тонной выборке событий?
- 1. 2. Оснащение эксперимента: ускорительный комплекс Тэватрон и детектор CDF
- 1. 2. 1. Тэватрон
- 1. 2. 2. Экспериментальная установка CDF
- 1. 1. Мотивация и цели эксперимента
- 2. 1. Реконструкция событий и моделирование
- 2. 1. 1. Калибровки
- 2. 1. 2. Реконструкция треков
- 2. 1. 3. Кластеризация
- 2. 1. 4. Моделирование
- 2. 2. Дилептонная и лептон-трек выборки событий
- 2. 2. 1. Методы отбора
- 2. 2. 2. Состав выборок
- 2. 3. Выводы к главе 2
- 3. 1. Методика измерения: PHI-метод
- 3. 1. 1. Используемые при кинематическом фите информация о событии и основные предположения
- 3. 1. 2. Определение х
- 3. 1. 3. Нахождение множества конфигураций на (ф"1, фщ) плоскости
- 3. 1. 4. Вес конфигураций и определение оценочной переменной для M
- 3. 1. 5. Определение функции правдоподобия
- 3. 2. Измерение массы топ-кварка PHI-методом на дилептонной выборке
- 3. 2. 1. Сигнальные и фоновые функции плотности вероятности
- 3. 2. 2. Тесты в псевдоэкспериментах
- 3. 2. 3. Результат фита данных
- 3. 2. 4. Систематические погрешности измерения
- 3. 3. Объединение полученных разными методами значений масс топ-кварка
- 3. 3. 1. NWA-метод
- 3. 3. 2. KIN-метод
- 3. 3. 3. Сравнение методов
- 3. 3. 4. Результаты фита данных для NWA-, KIN- и РН1-методов
- 3. 3. 5. Систематические погрешности для NWA-, KIN- и PHI-методов
- 3. 3. 6. Объединение результатов
- 3. 4. Обсуждение результатов
- 3. 5. Выводы к главе 3
- 4. 1. Модификация PHI-метода
- 4. 1. 1. Использование зависимости ширины распада топ-кварка от его массы при вычислении оценочной переменной
- 4. 1. 2. Использование трансфер-функций 6-кварков
- 4. 2. Измерение массы топ-кварка на лептон-трек выборке
- 4. 2. 1. Сигнальные и фоновые функции плотности вероятности
- 4. 2. 2. Тесты в псевдоэкспериментах
- 4. 2. 3. Результат фита данных
- 4. 2. 4. Систематические погрешности измерения
- 4. 3. Обсуждение результатов
- 4. 4. Выводы к главе 4
Список литературы
- Использован рисунок из Википедии: http://ru. wikipedia. org/wiki/Файл:Standard Model of Elementary Particles ru. svg.
- F. Abe et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. Lett. 74, 2626 (1995).
- S. Abachi et al. (DO Collaboration), Phys. Rev. Lett. 74, 2632 (1995).
- I.I. Bigi et al., Phys. Lett. В 181, 157 (1986).
- N. Cabibbo, Phys. Rev. Lett. 10, 531 (1963).
- M. Kobayashi and K. Maskawa, Prog. Theor. Phys. 49, 652 (1973).
- A. Delgado and T.M.P. Tait, J. High Energy Phys. 07, 23 (2005).
- The ALEPH, CDF, D0, DELPHI, L3, OPAL, SLD Collaborations, the LEP Electroweak Working Group, the Tevatron Electroweak Working Group, and the SLD electroweak and heavy flavour groups, CERN-PH-EP/2008−020.
- R. Barate et al. (ALEPH, DELPHI, L3, and OPAL Collaborations), Phys. Lett. В 565, 61 (2003).
- The TEVNPH Working Group for the CDF and D0 Collaborations, Combined CDF and D0 Upper Limits on Standard Model Higgs-Boson Production with up to 4.2 fb"1 of Data, FERMILAB-PUB-09−060-E, (2009).
- J. F. de Troconiz and F. J. Yndurain, Phys. Rev. D71 (2005) 73 008.
- The Tevatron Electroweak Working Group for the CDF and D0 Collaborations, Combination of CDF and Dili Results on the Mass of the Top Quark, FERMILAB-TM-2427-E, March 2009.
- The LEP Electroweak Working Group, http://lepewwg.web.cern.ch/LEPEWWG/, status on August 2009.
- С. T. Hill, Phys. Lett. В 345, 483 (1995).
- S. Catani et al, Phys. Lett. В 378, 329 (1996).
- M. Cacciari et al, J. High Energy Phys. 04, 68 (2004).
- Z. Sullivan, Phys. Rev. D 70, 114 012 (2004).
- T.M.P. Tait, Phys. Rev. D 61, 34 001 (1999).
- T. Aaltonen et al (CDF Collaboration), Phys. Rev. Lett. 103, 92 002 (2009).
- V.M. Abazov et al. (D0 Collaboration), Phys. Rev. Lett. 103, 92 001 (2009).
- G. L. Kane and S. Mrenna, Phys. Rev. Lett. 77, 3502 (1996).
- G. Aubrecht et al, A Teacher’s Guide to the Nuclear Science Wall Chart Chapter 11, Contemporary Physics Education Project (2003), http://www.lbl.gov/abc/wallchart/teachersguide/pdf/Chapll.pdf
- C. W. Schmidt, FERMILAB-CONF-93−111.
- E. L. Hubbard, FERMILAB-TM-0405- V. Lebedev, A. Burov, W. Pellico and X. Yang, FERMILAB-CONF-06−205-AD.
- Fermilab Beam Division, Run II Handbook- htt p: / / ww w-b d. fn al. gov / runl I / index, html
- D. Acosta et al (CDF Collaboration), Phys. Rev. D 71, 32 001 (2005).
- C.S. Hill et al, Nucl. Instrum. Methods, A 530, 1 (2004).
- A. Sill et al, Nucl. Instrum. Methods, A 447, 1 (2000).
- A. Affolder et al, Nucl. Instrum. Methods, A 453, 84 (2000).
- T. Affolder et al, Nucl. Instrum. Methods, A 526, 249 (2004).
- L. Balka et al, Nucl. Instrum. Methods, A 267, 272 (1988).
- S. Bertolucci et al., Nucl. Instrum. Methods, A 267, 301 (1988).
- A. Artikov et al, FNAL-PUB-07−023-E, June, 2007.
- Y. Seiya et al, Nucl. Instrum. Methods, A 480, 524 (2002)-.
- G. Apollinari et al, Nucl. Instrum. Methods, A 412, 515 (1998).
- G. Ascoli et al., Nucl. Instrum. Methods, A 268, 33 (1988).
- E. Thomson et alIEEE Trans. Nucl. Sei. 49, 1063 (2002).
- F. Abe et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. D 45, 1448 (1992).
- G. Corcella, I. G. Knowles, G. Marchesini, S. Moretti, K. Odagiri, P. Richardson, M. H. Seymour, and B. R. Webber. Herwig 6.5. JHEP, 01:010, 2001. hep-ph/11 363]- hepph/210 213.
- Torbjorn Sjostrand, Leif Lonnblad, and Stephen Mrenna. Pythia 6.2: Physics and manual. TP 01−21, LU, 2001. hep-ph/108 264.
- Michelangelo L. Mangano, Mauro Moretti, Fulvio Piccinini, Roberto Pittau, and Antonio D. Polosa. ALPGEN, a generator for hard multiparton processes in hadronic collisions. JHEP, 07:001, 2003.
- GEANT, CERN program library long writeup W5013.
- A. Abulencia, D. Acosta ., I. Suslov et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. D 73, 112 006 (2006).
- F. Abe et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. Lett. 80, 2779 (1998).
- A. Bhatti et al, arXiv: hep-ex/510 047.
- J.A. Budagov, V.V. Glagolev, I.A. Suslov, Review of the top quark mass measurement at the CDF in pp collisions at a/s = 1.96 TeV, Phys. Part. Nucl. V.38, P.384−405 (2007).
- Events at CDF, CDF note 7759, CDF (2005) — G. Bellettini, J. Budagov ., I. Suslov et al, Top Mass Measurement in Dilepton Events Using Neutrino Phi Weighting Method, CDF note 7641, CDF (2005).
- G. Velev, A determination of the top mass from the dilepton events using the modified l+jets MINUIT fitter, CDF note 4607, CDF (1998).
- James F., MINUIT: Function Minimization and Error Analysis Reference Manual, CERN Program Library Long Writeup 1994, V. D506.
- A. Abulencia et al. (CDF Collaboration), arXiv: hep-ex/510 048.
- T. Sjostrand, Comp. Phys. Commun. 82, 74 (1994) — G. Marchesini et al., Comp. Phys. Commun. 67, 465 (1991).
- H.L. Lai et al., Eur. Phys. J. C12, 375 (2000).
- A.D. Martin, R.G. Roberts, W.J. Stirling and R.S. Thorne, Eur. Phys. J. C4, 463 (1998).
- B. Abbott et al. (D0 Collaboration), Phys. Rev. D 60, 52 001 (1999).
- F. Abe et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. Lett. 82, 271 (1999) — T. Affolder et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. D 63, 32 003 (2001).
- W. Press et al, «Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing», Cambridge University Press (1992).
- L. Lyons, D. Gibaut and P. Clifford, Nucl. Instrum. Methods, A 270, 110−117 (1988) — A. Valassi, Nucl. Instrum. Methods, A 500, 391 (2003).
- В. Abbott et al (D0 Collaboration), Phys. Rev. Lett. 80, 2063 (1998).
- A. Abulencia et al (CDF Collaboration), Phys. Rev. Lett. 96, 22 004 (2006).
- C. Amsler et al (Particle Data Group), PL B667, 1 (2008) and 2009 partial update for the 2010 edition (URL:http://pdg.lbl.gov).
- Дж. Веллеттини, Ю. А. Будагов, Г. В. Велев, В. В. Глаголев, И. А. Суслов, М. Тровато, Г. А. Члачидзе, Письма в ЭЧАЯ. 2009. Т.6. N6(155). С.778−797.
- М. Jezabek, J.H. Kuhn, Nucl. Phys. В 314, 1 (1989).
- A. Abulencia et al (CDF Collaboration), Phys. Rev. D 73, 32 003 (2006).
- Т. Aaltonen, J. Adelman ., I. Suslov et al. (CDF Collaboration), Phys. Rev. D 79, 72 005 (2009).
- C. Mills, Ph.D. thesis, University of California, Santa Barbara, Fermilab-Thesis-2007−49.
- A. Heister et al. (ALEPH Collaboration), Phys. Lett. B 512, 30 (2001) — G. Abbiendi et al. (OPAL Collaboration), Eur. Phys. J., C 29, 463 (2003).
- K. Abe et al. (SLD Collaboration), Phys. Rev. D 65, 92 006 (2002).
- A. Abulencia et a/., Nucl. Instrum. Methods, A 566, 375 (2006).