Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Nowe wyniki w fizyce zapachu Jolanta Brodzicka (IFJ PAN, Kraków)

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Nowe wyniki w fizyce zapachu Jolanta Brodzicka (IFJ PAN, Kraków)"— Zapis prezentacji:

1 Nowe wyniki w fizyce zapachu Jolanta Brodzicka (IFJ PAN, Kraków)

2 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"2 Plan Zapach w Modelu Standardowym Struktura zapachu Rola Fizyka Zapachu Pomiary vs. Model Standardowy Odchylenia od Modelu Standardowego? Wybrane wyniki dla mezonów B i B s Podsumowanie

3 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"3 Zapach w Modelu Standardowym Fundamentalny Lagranżjan w Modelu Standardowym opis cząstek i ich oddziaływań Y sprzężenia Yukawy, φ=(φ +, φ 0 ) pole Higgsa, ψ pole Diraca (fermiony) Nadanie polom Diraca masy poprzez pole Higgsa oddziaływania Yukawy: połączenie zapachu i spontanicznego łamania symetrii elektrosłabej Oddziaływania Yukawy: źródło mas i mieszania pomiędzy fermionami Diagonalizacja sprzężeń Yukawy (macierzy masy M ij =Y ij ) macierze mieszania kwarków (CKM) i neutrin (MNS)

4 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"4 Macierz mieszania Cabibbo-Kabayashi-Maskawy (CKM) stany własne oddziaływań słabych są liniowymi kombinacjami stanów własnych masy 3 rodziny kwarków 1 faza zespolona =źródło łamania CP W MS mechanizm CKM to dominujące źródło łamania zapachu (MFV) i łamania CP (2008, Nagroda Nobla dla Kobayashiego i Maskawy) Rola macierzy CKM w procesach elektrosłabych prądy naładowane prądy neutralne Prądy neutralne ze zmianą zapachu (FCNC) : tylko w diagramach pętlowych (mechanizm GIM) Struktura zapachu (kwarki) q i (u,c,t) W + V CKM ij q j (d,s,b) q i Z-γ δ ij q j bd, bs FCNC

5 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"5 Zapach w Modelu Standardowym Model Standardowy: efektywna teoria opisująca obszar poniżej ~200GeV Parametry MS związane z fizyką zapachu: masy fermionów (6+6), kąty mieszania (3+3), fazy łamiące symetrię CP (1+1) Muszą być wyznaczone eksperymentalnie Fundamentalne pytania Dlaczego trzy generacje i czy tylko trzy? Co determinuje hierarchię mas fermionów? Co determinuje elementy macierzy mieszania? Źródło łamania symetrii CP? Implikacje kosmologiczne Maksymalna asymetria materii i antymaterii w przyrodzie. Łamanie CP w Modelu Standardowym niewystarczające... Aby znaleźć teorię (bardziej) fundamentalną trzeba zrozumieć fizykę zapachu

6 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"6 Nowa Fizyka a Fizyka Zapachu Nowa Fizyka = Fizyka spoza MS (np. H ±, SUSY, q, W, Z,...) Fizyka Zapachu czuła na Nową Fizykę z wyższej skali energii ( 1TeV) poprzez kwantowe fluktuacje: wirtualny wkład od nowych cząstek modyfikacje przewidywań MS (częstości przejść, asymetrie, polaryzacje...) Poszukiwanie kwantowych poprawek do procesów MS = poszukiwanie pośrednie Poprawki małe (<10%): najlepsze procesy tłumione w MS np. typu FCNC Czułość na Nową Fizykę: do ~1TeV jesli łamanie zapachu opisane przez sprzężenia Yukawy (MFV), do ~10-100TeV jeśli łamanie zapachu wzmocnione Komplementarne metody: Pośrednia: konieczna precyzja Bezpośrednia (w LHC): konieczna energia Model Standardowy Nowa Fizyka

7 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"7 Strategia poszukiwania Nowej Fizyki Historia: fizyka zapachu czuła na zjawiska z wyższej skali energii: Mieszanie Kaonów, BR(K 0μμ), mechanizm GIM istnienie powabu Łamanie symetrii CP istnienie trzeciej generacji kwarków Mieszanie mezonów B 0 masa kwarku t Teraz: Pomiar korelacji między obserwablami identyfikacja Nowej Fizyki Potrzebne precyzyjne pomiary wielu obserwabli Potrzebna precyzyjna teoria/modele Korelacje pomiędzy pośrednimi i bezpośrednimi pomiarami Brak sygnałów Nowej Fizyki w procesach FCNC: poważne implikacje dla fizyki zapachu w skali 1TeV

8 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"8 Test DNA modeli identyfikacja Nowej Fizyki Obserwable Modele arXiv: Wkład od Nowej Fizyki: duży umiarkowany mały

9 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"9 Test Fizyki Zapachu: pomiary Trójkąta Unitarnego (TU) Macierz CKM unitarna: V CKM V CKM =1 V ud V * ub + V cd V * cb + V td V * tb =0 TU dla mezonów B Niezależny pomiar boków i kątów test MS 2001: Belle i BaBar odkrywają łamanie CP w B (pomiar β dla B 0 J/ψK 0 s ) 2011: finalny pomiar Belle Pomiary potwierdziły: TU jest trójkątem Pomiary vs przewidywania MS α γ β Input: Output:

10 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"10 Odchylenia od Modelu Standardowego? Precyzja pomiarów ~10% miejsce na Nową Fizykę Napięcia między pomiarami np. BF(Bτυ), sin2β Rozbieżność ~2.5σ pomiędzy pomiarami sin2β i BR(B τυ), a pozostałymi obserwablami

11 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"11 Odchylenia od Modelu Standardowego? Mieszanie B s J/ψφ DØ, CDF, LHCb Asymetria przypadków dwumionowych w DØ Bτ ν Belle, BaBar Zagadka A CP (BKπ) Belle, BaBar, LHCb A FB w BK*l + l - Belle, BaBar, CDF, LHCb B sμ + μ - CDF, DØ, LHCb

12 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"12 sin2β exp ~ 0.67 vs. sin2β SM ~0.8 Dodatkowa faza w mieszaniu B d 0 -B d 0 ? sin2β exp = sin(2β SM + ɸ d NP ) ɸ d NP ~-13±3° Korelacje: ɸ d NP w modelu 2HDM z MFV zwiększenie: sin2β s w B s J/ψφ, |ε K |i BF(B d,sμμ) Parametryzacja Nowej Fizyki Nowa Fizyka w mieszaniu B d 0 -B d 0 ? Złoty rozpad, Fabryki-B Łamanie CP poprzez interferencję diagramów z mieszaniem i bez ɸ d NP 1σ,2σ,3σ ~3σ effect

13 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"13 β s w B sJ/ψφ Pomiar Trójkąta Unitarnego dla mezonów B s (CKMfitter) Łamanie CP w B sJ/ψφ: Rozpad SVV 75%CP+ (L=0,2; B L ) i 25%CP- (L=1, B H ) Analiza kątowa zależna od czasu rozwikłanie stanów CP+/CP-, pomiar ΔΓ s =Γ H -Γ L Ograniczenia na płaszczyźnie -2β s vs. ΔΓ s Poprawa zgodności z MS (2009: odchylenie 2.1σ dla DØ+CDF 2.8/fb) Synergia z pomiarem asymetrii przypadków dwumionowych w DØ Złoty rozpad, Tevatron Łamanie CP poprzez interferencję diagramów z mieszaniem i bez

14 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"14 β s w B sJ/ψφ

15 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"15 β s w B sJ/ψφ LHCb: 36/pb 337/pb update Pierwsza ewidencja ΔΓ s (4σ) 337/pb SM

16 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"16 Co dalej z β s ? Więcej danych: LHCb Więcej rozpadów: B s J/ψ f 0 (980) (LHCb, Belle, CDF, DØ gold rush... ) stan własny CP-, pomiar β s bez analizy kątowej B sφφ pingwin B s K + K - (LHCb) ~CP+ B s D s (*) D s (*) (Belle) ~CP+ Era precyzyjnych pomiarów B s rozpoczęta -2β s w B s J/ψφ

17 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"17 Asymetria dwumionów Łamanie CP w mieszaniu: B d,s 0 B d,s 0 B d,s 0B d,s 0 MS dla B d +B s : 2010: DØ, 6.1/fb: odchylenie 3.2σ od MS 2011: DØ, 9.0/fb, poprawa wydajności i pomiaru asymetrii tła, testy źródła dwumionów Porówanie z asymetriami w rozpadach półleptonowych (łamanie CP w mieszaniu) Zgodność z innymi pomiarami, odchylenie 3.9σ od MS Rozpad półleptonowy Mieszanierozpad półleptonowy

18 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"18 Asymetria dwumionów Związek z Nową Fizyką w mieszaniu B s 0 ? Plan LHCb: Pomiar róznicy asymetrii dla: Oszacowania błędów systematycznych?

19 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"19 Bτυ Rozpad czysty teoretycznie Dobry do poszukiwań Nowe Fizyki: czuły na H ± Trudny eksperymentalnie: 2 neutrina w stanie końcowym. Domena Fabryk-B Wzmocniony BF, wkład od H ± ? ograniczenia na parametry NF

20 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"20 B τν, metoda Bτν signal

21 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"21 Interferencja pingwin+drzewo łamanie CP Zagadka: W MS: ΔA Kπ =0. Nowa Fizyka czy efekty hadronowe? Test MS niezależny od modelu: precyzyjny pomiar BF i A CP dla wszystkich kombinacji izospinowych: B K + π -, K 0 π +, K + π 0, K 0 π 0 Zagadka B Kπ Belle, Nature 452, 332 (2008)

22 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"22 BK ( * ) l + l - W Modelu Standardowym: BF~10 -6 Wkład od NF na tym samym poziomie? Trójciałowy rozpad: wiele obserwabli dBF, F L, A FB test struktury rozpadu Metoda: analiza rozkładów kątowych (1D) w funkcji q 2 =M 2 (l + l - ) Belle: Intrygujaca A FB dla niskich q 2 ? LHCb, 310pb -1 : lepsza zgodność z MS Plan: pomiar punktu przecięcia A FB, pomiar A T Backward Forward __ SM __ SUSY 310/pb

23 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"23 B d,sμ + μ - Bardzo rzadki (FCNC, tłumienie helicity) dobrze policzony, bardzo czuły na NF Idealny do dyskryminacji modeli i ich parametrów Np. model NUHM (uogólniony CMSSM) Pomiary, początek 2011: SM

24 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"24 B d,sμ + μ -, nowe pomiary CDF, 7/fb: zwiększona akceptancja (Central+Forward dimuon triggers), lepsza sieć neuronowa (NN), 14 zmiennych. Analiza: M(μμ) vs. NN output B sμμ: oczekiwane 2 przypadki w MS, obserwowane wzmocnienie (~2.5σ) B dμμ : zgodny z tłem Pierwsza ewidencja B sμμ!? CMS, 1.14/fb, B sμμ, B sμμ oczekiwany 1 przypadek M(μμ) B sμ + μ - M(μμ)

25 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"25 B d,sμ + μ -, nowe pomiary LHCb 37300/pb: BoostedDecisionTree (BDT): 9 zmiennych kinematycznych i topologicznych. Kalibracja: Bhh, normalizacja: BJ/ψK, B s J/ψ φ Analiza M(μ μ) vs. BDT output Plan LHCb dla 1.1/fb (koniec 2011): wykluczenie (95%CL) B sμμ z BR~7-8x10 -9 lub ewidencja (3σ) dla BR~8x10 -9 M(μ μ)

26 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"26 Podsumowanie Rola Fizyki Zapachu: Precyzyjny pomiar MS Poszukiwanie i identyfikacja Nowej Fizyki Poszukiwania pośrednie komplementarne do bezpośrednich Odchylenia od Modelu Standardowego w rozpadach B i B s + Fizyka mezonów D i D s : coraz większa czułość pomiarów (mieszanie D 0, łamanie CP, rzadkie rozpady) + Sektor leptonów (LFV) Giganci zapachu: Belle, Babar, CDF, DØ, LHCb Super Fabryki-B

27 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"27 Backups

28 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"28

29 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"29 Backups

30 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"30 βs w B sJ/ψφ Bullet kooten slides at LP

31 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"31 βsβs Bullet

32 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"32 Nowa Fizyka w mieszaniu B s 0 -B s 0 ?

33 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"33 Dileptons Bullet

34 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"34 DCPV B Kπ, puzzle M. Gronau, PLB627, 82 (2005); D. Atwood, A. Soni, PRD58, (1998)

35 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"35 B d,sμ + μ -, nowy pomiar LHCb

36 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"36 Trójkąty Unitarne

37 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"37 Oscylacje mezonów

38 J.Brodzicka "Fizyka zapachu"38 Nowa Fizyka


Pobierz ppt "Nowe wyniki w fizyce zapachu Jolanta Brodzicka (IFJ PAN, Kraków)"

Podobne prezentacje


Reklamy Google