Mgr. Richard Polifka FZÚ Měření účinného průřezu jetů na experimentu H1

Osnova – „Měření účinného průřezu jetů na experimentu H1“ Co je to „jet“ Teoretická motivace mé analýzy Co je to „experiment H1“ Bližší seznámení se s laboratoří DESY Co je to „měření účinného průřezu“ Co se v takové analýze vlastně dělá

Srážky elementárních částic Elementární částice = základní stavební kameny teorií o stavbě hmoty Leptony – fermiony (s=1/2), pouze elmg a slabá interakce, samostatně existující Kvarky – fermiony (s=1/2), všechny interakce Bozony – zprostředkují interakci (gluony, W,Z,foton), Higgs Kvarky spolu s gluony tvoří hadrony – silně interagující samostatně existující částice – proton, neutron, Kaon,… Souhrnný název PARTONY (part = část) Pokud mluvíme o srážkách částic na té nejnižší úrovni, mluvíme o tzv. „partonové“ úrovni

Jety Partonová úroveň – kolize elementárních částic Výstup srážky – samostatně existující objekty Pokud je výstupem ze srážky parton, vzniknou „jety“ = „výtrysky“ – spršky stabilních částic Obrázek jetu

Kinematické veličiny x, Q 2 Kolize elektronu/pozitronu s protonem  kolize fotonu s partonem Q 2.. „hmota virtuálního fotonu“ Energie přinesená do interakce ze strany leptonu x.. Frakce hybnosti protonu nesená partonem Energie přinesená do interakce ze strany protonu Ee Ee’ Q 2 = 2EE’(1+cosθ) x = Q 2 /2pq

Partonové distribuční funkce Strukturní funkce protonu

Evoluční rovnice Strukturní funkce jsou závislé na x,Q 2 … „vyvíjejí se“ Evoluční rovnice tento vývoj popisují – DGLAP, BFKL,.. DGLAP : BFKL:

Difrakce a její smysl (pseudo)rapidita – invariatní veličina odpovídající úhlu θ: η = - log(tg(θ/2)) η MAX = aktivovaná buňka kalorimetru, která leží nejvíce ve směru letu protonu Smysl: Zajímavá část QCD popsaná pouze modely Nástroj na studium BFKL Při detekci rozptýleného protonu šance na výrazně „čistší“ vzorek LHC)

Experiment

Dopředné detektory – H1 FPS – Forward Proton Spectrometer horizontální a vertikální stanice v různé vzdálenosti od H1 horizontální 63m a 80m, E = (820,920) vertikální 81m a 90m, E = (500,800) posuvné moduly, které se pohybují kolmo ke svazku, operační vzdálenost ~2.5 cm při nebezpečí se automaticky vysunou každá stanice má 2 hlavy, scintilační vlákna kolmo na sebe – U a V souř. více stanic umožňuje dobře změřit sklon trajektorie hybnost se určuje pomocí znalosti urychlovačové trubice a magnetů

Měření účinného průřezu Účinný průřez ~pravděpodobnost interakce v daném kinematickém omezení σ=N/L σ.. Účinný průřez N.. Počet zaznamenaných případů L.. Luminozita.. ~ „normovací faktor“, dán dobou nabírání a kvalitou dat Výběr fázového prostoru Oprava z detektorové na hadronovou úroveň Nutná dobrá shoda s „Monte Carlem“, pomocí něhož se bude opravovat na hadronovou úroveň

Výběr dat - kritéria Zpracování dat z let 2005 – 2007, L = 160 pb-1 „luminosity selection“.. Výběr dat, která byla dostatečně kvalitní (bylo možno měřit luminozitu, všechny potřebné části detektoru byly zapnuté a fungovaly správně Aktivní subtrigger (s112) Subtrigger – sada podmínek, které musí být splněny pro záznam události S112 … FPS+DIS subtrigger – signál z FPS && signál ze SpaCalu Poloha primárního interakčního vrcholu v rozmezí ±35 cm Hluboký nepružný rozptyl (DIS), charakterizován Q2 > 0, velice důležitý faktor při měření je správná identifikace rozptýleného elektronu

Rozptýlený elektron & DIS Energie > 8 GeV θ= (155°,176°) Rspacal > 13cm Ecra < 4 cm y = (0.03,0.7) Odstranění mrtvých buňek SpaCalu DIS: E-Pz = (35,70) Pro odstranění fotoprodukce Q 2 > 4 GeV 2

Výběr protonu Energie > 820 GeV Px = (-0.63,-0.27) Py = ( -0.8, 0.8) E+Pz < 1900 GeV Odstran ě ní pozadí

Výběr jetů Jety se vybírají pomocí kt-jetového algoritmu v γp CMS Nejprvese transformují všechny objekty, poté se spustí algoritmus 2 schémata: „Mozer“ a „Mine“ Mozer – pro srovnání s předchozí publikací Pt1* > 5.5 GeV, Pt2* > 4.0 GeV Eta = ( -1.,2.0) Statistika: 160 případů Mine Pt1*>5.0 GeV, Pt2* > 4.0 Eta = (-2.5,2.5) Statistika: 570 případů

Účinný průřez – experimentální pohled L.. Luminozita Acc … combinovana akceptance FPS a H1 Acc = Nrec(MC)/Ngen(MC) Ve stejném fázovém prostoru Pokud je přesná simulace,podchytí správně efekty detektoru Eff… efektivita nabírání dat s FPS C had … hadronizační korekce (pomocí MC) C rad … radiační korekce (pomocí různých MC)

σ tot pro inkluzivní DIS

σ tot pro dijet DIS

dσ/dy

dσ/dp tf

Shrnutí Pokus o objasnění Jetové problematiky Detektoru H1 Měření účinného průřezu Doufám, že σ udržení v paměti > 0 pb Přeji příjemný víkend