Jeszcze o precyzyjnych testach Modelu Standardowego. Plan: wstęp jak dobrze SM zgadza się z doświadczeniem? najnowszy pomiar masy kwarka t świat w zmiennych.

Prezentacja na temat: "Jeszcze o precyzyjnych testach Modelu Standardowego. Plan: wstęp jak dobrze SM zgadza się z doświadczeniem? najnowszy pomiar masy kwarka t świat w zmiennych."— Zapis prezentacji:

1 Jeszcze o precyzyjnych testach Modelu Standardowego. Plan: wstęp jak dobrze SM zgadza się z doświadczeniem? najnowszy pomiar masy kwarka t świat w zmiennych S,T,U gdzie może być bozon Higgsa i Nowa Fizyka?

2 Precyzyjne pomiary wykonane przy LEPie i SLC Oraz przy TEVATRONIE (masa m t ) Pomiary: M z, Γ z, M W, R l, R b, asymetrie dla

3

4

5

6 Combination of CDF and D0 Results on the Top-Quark Mass hep-ex/0404010 v1 8Apr 2004

7

8 Combination of CDF and D0 Results on the Top-Quark Mass hep-ex/0404010 v1 8Apr 2004 The CDF Collaboration, the D0 Collaboration, and the Tevatron Electroweak Working Group. Przeanalizowano następujące źródła błędów systematycznych : (w kolejności ważności) skala energii dżetu model sygnału model tła szumy kalorymetru uranowego (dla D0) metody dopasowywania masy generatory MC

9

10

11

12 Nowe granice na masę Higgsa: Nie zmienia to dotychczasowej interpretacji Modelu Standardowego. Sprawdźmy sztandarowy przykład potwierdzający konieczność stosowania poprawek elektrosłabych: j Jeśli stosujemy tylko poprawki QED, to:

13

14

15 Stwierdza zgodność/niezgodność z SM, nie sugeruje przyczyny niezgodności. Odpowiednio skonstruowane zmienne mogłyby wskazywać na przyczynę ewentualnej niezgodności. -wkład od nowej fizyki do energii samo oddziaływania

16

17 Wyrażenia Modelu Standardowego na obserwable M, Γ zastępowane są przez: Gdzie: wartości oczekiwane w SM wartości mierzone

18 Wyniki dopasowania, M H =115 (300) GeV: W pełni zgodne z przewidywaniami SM !!!! ( to jest z 0.) ILE ZOSTAJE MIEJSCA NA NOWA FIZYKE??? Nowe rodziny fermionów, niestandardowe reprezentacje bozonów Higgsa czy modele technikolorowe będą dawały istotny wkład do wartości S,T,U. Wynik doświadczalny - K.Hagiwara et al. Phys. Rev. D66(2002) Silna (81%) korelacja S i T

19

20

21 Stąd: Liczba rodzin fermionów, niekoniecznie lekkich, -,4@95%CL w niektóre modele technikolorowe czynią S bardziej ujemnym. odpowiednio wybrany, lekki (<2 TeV) bozon Z może przenieść S,T w prawie każdym kierunku. Co należy porównać z wynikiem z LEPu 1: Liczba pokoleń lekkich neutrin. OGÓLNIE:

22

23

24 The Higgs Mass and New Physics Scales in the Minimal Standard Model. C.Kolda i H.Murayama hep-ph/0003170 Związek pomiędzy masą Higgsa w SM a skalą nowej fizyki Unitarność Trywialność Stabilność próżni Wyniki precyzyjnych pomiarów elektrosłabych Rozpraszanie podłużnie spolaryzowanych bozonów wektorowych Z L,W L : Unitarność:

25 Aby amplitudanie łamała unitarności to masa Higgsa: Jeśli Higgsa nie ma, to najpóźniej dla unitarność zostanie złamana ! Trywialność: Stabiność próżni: Ograniczenie bierze się z żądania, aby dla każdego parametru skali Λ<Λ T teoria pozostawała perturbacyjna. Ograniczenie Λ V wynika z żądania ograniczenia potencjału Higgsa od dołu.

26 Więzy wynikające z precyzyjnych pomiarów elektrosłabych: ewentualne odstępstwa od SM można opisać w technice efektywnego lagranżjanu czyli w rozwinięciu w potęgach odwrotności parametru odcięcia SM działa wyjątkowo dobrze Pośród wszystkich możliwych 6 wymiarowych operatorów tylko 2 mogą w sposób istotny zmienić S i T tak aby zmienić otrzymywaną z testów masę Higgsa.

27 -- nieznane współczynniki -- wartość oczekiwana próżni (175 GeV) Wartości współczynników zależą od fizyki przy skali Λ Trzy możliwe scenariusze dla operatorów O i -Poziom pętlowy: Fizyka przy skali Λ jest perturbacyjna, -dają wkład na poziomie pętlowym -Poziom drzewowy: Fizyka przy skali Λ jest perturbacyjna, -wkład na poziomie drzewowym -nie może dawać wkładu na poziomie drzewowym, stąd

28 -Silne sprzężenie: Fizyka przy skali Λ jest nieperturbacyjna Jak znaleźć ograniczenia w płaszczyźnie m H,Λ ? dla każdej możliwej masy m H dopasowujemy do danych elektrosłabych dwa parametry S i T. dla każdego (S,T) mamy (Λ(S),Λ(T)), które odpowiadają maksymalnym wartościom Λ dla danych f i. Jako Λ(S,T) wybieramy mniejszą z Λ(S),Λ(T) ostatecznie jako Λ wybieramy największą Λ(S,T) wewnątrz obszaru 95% CL. Dla większych Λ wkłady ΔS i ΔT do S i T będą zbyt małe.

29

30 Precyzyjne strojenie (Fine tuning) Różnica pomiędzy drzewową a pętlowa wartością masy bozonu Higgsa W płaszczyźnie (m H,Λ) autorzy pracy wyznaczają kontury, dla których stosunek F jest większy od 10 i od 100 F rośnie z Λ i dla Λ=Λ planck : Warunek Veltmana

31

32

33

34 Przybliżony (liniowy) związek pomiędzy S,T,U a gdzie: odpowiadają wartościom S,T,U i γ b przewidywanym przez SM.