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Top Mass: the channels

l

ν q

q + b

W t

p p

t -

W

b ν

l

Lepton + jets

• Reasonable branching fraction

• Medium bkg levels:

– W+jets

– QCD multijet

• Benefits from in-situ jet energy calibration using hadronic

W

• Has traditionally yielded the best results

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Top Mass: the challenge

Jet 2

Jet 1 Jet 3

q

q + b

W Primary interaction vertex

t

p p

t -

W

b ν Missing

l E

Jet 4 T

lepton

• In general, don’t know which jet comes from which parton

• In the l+jets case e.g., detector sees 4 jets, a lepton, missing ET, and

an interaction vertex

• No displaced vertices to isolate signal from background

• Must try all permutations

• No clean and sharp mass peaks

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ν

t t l b q q b

q b

q p

W t t ν

p W

b l

• Measuring the top mass

– Use lepton+jet sample

– All kinematics known, but:

ν

• P

z

– 3 constraints:

• M(lν) = M(qq) = M

W

• M(lνb) = M(qqb)

• 2C kinematic fit

– Combinatoric ambiguity

• 2 combination if double b-tag

• 6 combination if single b-tag

• Gluon radiation can give extra jets!

– MC to check/correct for systematic effects

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• La massa del top e le

misure di precisione

Determinazione indiretta

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Massa del Top: Media Mondiale

7

14 Best Tevatron Run II (preliminary, March 2007)

Tevatron Results (*Preliminary) ±

All-Jets: CDF 171.1 4.3

-1

D0-I dilepton ± ± ( 943 pb )

168.4 12.3 3.6

-1

(L= 125 pb ) ±

Dilepton: CDF 164.5 5.6

-1

± ±

CDF-I dilepton (1030 pb )

167.4 10.3 4.9

-1

(L= 110 pb ) ±

Dilepton: D0 172.5 8.0

* -1

D0-II dilepton ± ± (1000 pb )

172.5 5.8 5.6

-1

(L=1030 pb ) ±

Lepton+Jets: CDF 170.9 2.5

CDF-II dilepton -1

± ± ( 940 pb )

164.5 3.9 3.9

-1

(L=1030 pb ) ±

Lepton+Jets: D0 170.5 2.7

± ±

CDF-I lepton+jets -1

( 900 pb )

176.1 5.1 5.3

-1

(L= 105 pb ) ±

Tevatron 170.9 1.8

D0-I lepton+jets ± ±

180.1 3.6 3.9 (Run I/Run II, March 2007) 2

χ

-1 /dof = 9.2/10

(L= 125 pb ) 0 150 160 170 180 190 200

CDF-II L ± ±

15.7 2

183.9 5.6

xy Top Quark Mass (GeV/c )

-1 13.9

(L= 695 pb )

*

CDF-II lepton+jets ± ±

170.9 1.6 2.0

-1

(L= 940 pb )

*

D0-II lepton+jets ± ±

170.5 1.8 2.0

-1

(L= 900 pb )

* ± ±

CDF-II all-jets 171.1 2.8 3.2

-1

(L= 943 pb )

CDF-I all-jets ± ±

186.0 10.0 5.7

-1

(L= 110 pb )

*

Tevatron March’07 ± ±

170.9 1.1 1.5

(CDF+D0 Run I+II) ±

(stat.) (syst.) m oggi e’ nota con una

top

χ

2 /dof = 9.2/10

± ±

12.4 1.5 2.2 incertezza del 1.1% !

(

0 150 160 170 180 190 200

2

Top Quark Mass (GeV/c ) 2

170.9 ± 1.1 (stat) ± 1.5 (syst) GeV/c

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Bibliografia

Chi desidera approfondire l’argomento puo’

utilizzare:

i) Appendice 7: Lezioni di Marco Rescigno;

ii) le Tesine sul quark top presentate negli

A.A. precedenti che si trovano nel sito:

/people/dionisi

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Seconda Parte:

Ricerca dell’ Higgs

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Nota Bene: la parte di Teoria sulla

rottura spontanea della simmetria,

meccanismo di Higgs, fa parte del

programma e viene svilupppata nelle

pagine

507-524 del Burcham and Jobes.

Questa parte del corso e’ stata

presentata dalla Dr. Barbara Mele.

Nel seguito di questo capitolo vengono

invece presentate in modo schematico le

ricerche del bosone di Higgs a LEP e al

Tevatron.

Dettagli su queste ricerche si possono

trovare nelle tesine fatte dagli studenti

nei vari A.A. e “postate” nel sito

/people/dionisi

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Higgs search

♦Il bosone di Higgs e’ l’

unica particella NON

ancora scoperta tra quelle

previste dal Modello

Standard.

♦Nel Modello Standard ha

il ruolo fondamentale di Prof. Peter Higgs

generare la massa dei

bosoni W e Z e dei

fermioni.

♦ Tuttavia ci sono modelli

con meccanismi piu’

complessi di quello di

Higgs che prevedono una

“fisica Nuova” con nuove

particelle ancora da

scoprire.

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Come abbiamo visto, il contributo dei

loop dell’ Higgs, vedi figure, alle

correzioni radiative e’ logaritmico; la

sensibilita’ del fit ai dati delle misure

elettrodeboli e’ quindi ridotta.

Il limite indiretto combinando I dati

elettrodeboli e’:

M < 219 GeV al 95 % di C.L.

H

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Ricerca Diretta dell’ Higgs

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• Light Higgs decay:

– Higgs si accoppia alle particelle piu’

pesanti cinematicamente

• bb dominant mode up to

M ~ 135 GeV

Higgs

• Il decadimento in coppie WW

sopra questo valore diventa il

meccanismo dominante

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PAGINE

49

PESO

3.29 MB

AUTORE

Atreyu

PUBBLICATO

+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Materiale didattico per il corso di Fisica Nucleare e Subnucleare II del Prof. Carlo Dionisi, riguardante i seguenti argomenti: la teoria elettrodebole e test del modello standard; quark top e produzione di coppia; decadimento del top quark; la massa del top; la ricerca del bosone di Higgs; modello standard di Higgs; strategie per la ricerca dell'Higgs.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in fisica
SSD:
A.A.: 2009-2010

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisica Nucleare e Subnucleare II e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università La Sapienza - Uniroma1 o del prof Dionisi Carlo.

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