Поиск аномального рождения событий с лептонами и фотонами высокой энергии на Теватроне

9.2 Симулированные данные: W7, Z7, IV77 и Z77.70.

9.3 NLO/LO поправки ('К-факторы'), примененные к XV Z’y, JV77, Z77 МС.. 70.

9.4 Проверки.73.

9.4.1 Сравнение образцов на уровне генератора.73.

9.4.2 Сравнение образцов после добавления фрагментации и излучения. 74.

9.5 Дибозонпыс процессы XV’у и Z0/y* + 7 как источник t*y + X событий.74.

9.5.1 Ожидания от W7.74.

9.5.2 Ожидания от Z°f7* + 7.76.

9.6 Трибозонные процессы IV77 и Z77 как источник ?7 + X событий.76.

9.6.1 W77.77.

9.6.2 Z77.78.

9.7 Сумма вкладов от CM XV7, Z7, W77 и Z77.79.

9.8 JV7 и Zy. W± —у или Z—>т+т~ где т —> ei^i^ или /i^i^ .80.

10 Фон от неверной идентификации 80.

10.1 Неверно идентифицированные фотоны ('лже-фотоны').81.

10.1.1 Лже-фотоны из адронных струй.81.

10.1.2 Лже-фотоны из тормозного излучения электронов.83.

10.2 Неверно идентифицированные электроны ('лже-электроны') .85.

10.2.1 Лжс-электроны из фотонных конверсий.86.

10.3 КХД ('не-VV/Z') фон .88.

10.3.1 'Не-VV/Z'образец.89.

10.3.2 Метод оценки КХД ('He-W/Z') фона.89.

10.3.3 Результаты оценки КХД ('не-W/Z') фона.92.

10.3.4 Модифицированный метод оценки КХД ('ne-W/Z') фона.92.

10.3.5 КХД ('не-17') фон для W .95.

10.4 V —>tv, где т —>ри, и затем р->7г7г°.95.

11 Систематические ошибки 97.

11.1 Экспериментальные систематические ошибки.97.

11.2 Теоретические систематические ошибки .97.

11.2.1 Масштаб факторизации.97.

11.2.2 Выбор PDF (функции распределения партонов).97.

11.2.3 К-фактор.98.

11.3 Систематическая ошибка в определении светимости .99.

12 События ?7 + X в данных 99 12.1 Определение категорий событий по топологии.99.

12.2 Число обнаруженных событий.101.

12.3 Временная стабильность ?7 событий .105.

13 Сравнение числа обнаруженных и ожидаемых ?7 событий 107.

13.1 .ЮТ.

13.2 ??7.111.

13.3 ?77.116.

Заключение

116.

Благодарности 118.

А Приложение 119.

А.1 Список Лептон-Фотонных событий.119.

А.2 Дополнительные распределения для событий вида .123.

А.2.1 Распределения для /гу]Ет.123.

А.2.2 Распределения для е7^т.123.

А.З Дополнительные распределения для событий вида?? j.127.

А.3.1 Распределения для щл’у.127.

А.3.2 Распределения для ее7.127.

А.4 Графики стабилыюсти для Zj и Wj.133.

А.5 СМХ и CMUP мюоны: сравнение изоляционных переменных.134.

А.6 Проверка событий вида /л/л7, 'не-Z' фоны .135.

Список иллюстраций.

1.1 Резонантное рождение емюона и последующий распад: событие вида /гу]Ет.. 6.

1.2 Событие-кандидат ее77^т из данных Run I.7.

2.1 Схематический вид ускорительного комплекса Теватроп в лаборатории Фер-милаб.10.

2.2 Продольный разрез экспериментальной установки CDF (Глава 2.2,1).12.

2.3 Трековая система эксперимента CDF.15.

2.4 Кремниевый трековый детектор.1G.

2.5 Слои центральной дрейфовой камеры (СОТ).16.

2.6 Секции CEM/CES/CHA.19.

2.7 Проволоки и стрипы CES.19.

2.8 Схематический вид PEM/PES/PHA.19.

2.9 U и V слои в PES.19.

2.10 г-ф вид модуля CMU .21.

2.11 Расположение мюонных детекторов по ф и г/.22.

2.12 Центральная мюонная система: CMU, CMP, СМХ.22.

2.13 Диаграмма триггерной системы эксперимента CDF.25.

3.1 Графический интерфейс CDF Run II EVD.31.

3.2 Графическая панель ограничений.32.

3.3 СОТ Дисплей (Вид г — ф) .33.

3.4 RZ Дисплей (Вид г — z).34.

3.5 Лего дисплей: Ет как функция rj — ф.35.

3.6 Трехмерное изображение события и геометрии детектора CDF.36.

3.7 Реальные события (интернет-страница для широкой публики) .37.

4.1 Светимость L во временных интервалах стабильности.41.

5.1 Распределение по rj — ф для мюонов.46.

5.2 Контрольный образец Z° —> .50.

5.3 Графики стабильности для Z0 —"и W± —"/х±-v.52.

6.1 Распределения для электронов, недостоверных на основе положения a CES.. 56.

6.2 Контрольный образец Z0 —> е+е~ .60.

6.3 Контрольный образец Z0 —> е+е~ для электронов в торцевом калориметре.. 61.

6.4 Графики стабильности для Z0 —> е+е~ и W± —> e±v.63.

7.1 Распределения переменных для Z0 —> е+е~ и с + '7' образцов.68.

9.1 Интегральное поперечное сечение из MadGraph и СОМРНЕР для evy и е+е~7 73.

9.2 Интегральное поперечное сечение из MadGraph и СОМРНЕР для W77 и Z77 74.

9.3 Кинематические распределения для мюонного канала: MadGraph и Baur. 75.

9.4 Диаграммы для рождения Z7 и Wj .76.

10.1 Распределение dN/dE^ относительно для струй в W-образце и j-образце 82.

10.2 Лже-фотопы из адронных струй: (a) Fqcd', (Ь) вероятность идентификации струи как фотона /^яш?.^.

10.3 Число и спектр ожидаемых событий с лже-фотонами из адронных струй. 84.

10.4 Распределения для одинаково и противоположно заряженных е+е~ пар. 87.

10.5 Распределения для одинаково и противоположно заряженных е+е~ пар для МС 87.

10.6 Сравнительные распределения для электронов из 'не-W/Z' образца и Z.. 90.

10.7 Сравнительные распределения для мюонов из 'nc-W/Z' образца и Z.91.

10.8 Проверка предположения одинаковой структуры подложки события.92.

12.1 Распределение по инвариантной массе е’у для событий, в которых один лептон и один фотон, угол между которыми менее 150°.100.

12.2 Электрон-фотонный образец: категории инклюзивных 67 + X событий. 102.

12.3 Мюон-фотонный образец: категории инклюзивных цу + X событий.103.

12.4 Лептон-фотонный образец: категории инклюзивных £у + Х событий.104.

12.5 Графики стабильности для /ryJ?T и fi^i-y .105.

12.6 Графики стабильности для су и ее7.106.

13.1 Распределения для событий в образце .108.

13.2 Распределения для событий в образце /гу}?т.109.

13.3 Распределения для событий в образце е-у]?т.110.

13.4 Распределения для событий в образце ll~i.112.

13.5 Распределения для событий в образце .113.

13.6 Распределения для событий в образце ее7.114.

13.7 Распределения по потерянной поперечной энергии, J? T, для событий вида?? j 115.

А.1 Дополнительные распределения для .124.

А.2 Дополнительные распределения для е7^т.125.

А.З Дополнительные распределения для е7^т: Продолжение .126.

А.4 Дополнительные распределения для д/гу.128.

А.5 Дополнительные распределения для /^7: Продолжение.129.

А.6 Дополнительные распределения для цц-у: Продолжение.130.

А.7 Дополнительные распределения для eej.131.

А.8 Дополнительные распределения для ееу. Продолжение.132.

А.9 Графики стабильности для Zj и Wj.133.

А.Ю Распределения для СМХ и CMUP мюонов.134.

А.11 Число переходов для д/гу и ^7)£т.136.

Список таблиц.

1.1 Наблюдаемые события и предсказания в рамках СМ для 77 + X в Run I. .. 8.

1.2 Результаты поиска ?7 + X в Run I.9.

2.1 Основные параметры трековой системы эксперимента CDF.14.

2.2 Сегментация калориметра установки CDF.17.

2.3 Центральный и торцевой калориметры CDF.17.

2.4 Мюонныс детекторы CDF .21.

4.1 Временные интервалы, используемые для проверки стабильности работы подсистем установки и набора данных.40.

5.1 Критерии идентификации мюонов.44.

5.2 Строгие критерии отбора для CMUP и СМХ мюонов.45.

5.3 Критерии отбора для бессегментных мюонов .47.

5.4 Мюонныс триггерные эффективности и поправки.48.

5.5 Критерии отбора для контрольного образца Z0 —> .49.

5.6 Критерии отбора для контрольного образца W± —> p^v.49.

5.7 Z° —> сравнение данных с Z0 —> МС.51.

5.8 Числа событий для мюонпого образца.51.

6.1 Критерии идентификации электронов в центральной части калориметра. 53.

6.2 Критерии идентификации электронов в торцевой части калориметра .54.

6.3 Центральные электроны по мере применения идентификационных требований 55.

6.4 Дополнительные электроны в торцевом калориметре по мере применения идентификационных требований .58.

6.5 Электронные триггерные эффективности и поправки .58.

6.6 Критерии отбора для контрольного образца Z° —> е+е~ .59.

6.7 Критерии отбора для контрольного образца W^ —> е±и .62.

6.8 Z0 —> е+е~: сравнение данных с Z° —" е+е~ МС .62.

6.9 Числа событий для мюонпого образца.64.

7.1 Критерии идентификации фотонов в центральной части калориметра.65.

7.2 Центральные фотоны по мере применения идентификационных требований. 66.

9.1 Кинематические критерии, использованные для создания IV’у, Zу, Wуу и Zyy 71.

9.2 IV7, Z7, W77 и Z77 MadGraph образцы.72.

9.3 Wy и Zy Baur образцы.72.

9.4 Предсказания от CM Wy для еу + X и iy + X.77.

9.5 Предсказания от CM Zy для еу + X и цу + X .78.

9.6 Предсказания от CM Wyy для еу + X и цу + X .79.

9.7 Сумма вкладов от CM Wy, Zy, W77 и Zyy.80.

9.8 Сумма вкладов СМ от ту событий (распады Wy и Zy в тау канал).81.

10.1 Ожидаемое число событий с лже-фотонами из адронных струй в разных подкатегориях .85.

10.2 Оценка числа событий с е —> у лже-фотонами для различных категорий. 86.

10.3 Разбитие событий с одинаково заряженными электронами в Z0 —> е+е~ образце 88.

10.4 Число событий в различных регионах трековой изоляции для различных образцов .93.

10.5 КХД фон. Поэтапное вычисление.94.

10.6 КХД фон: с вычетом вклада от j —> 7 лже-фотонов. Поэтапное вычисление.. 94.

10.7 КХД фон: с вычетом вкладах2 от j —> 7 лже-фотонов. Поэтапное вычисление. 94.

10.8 Оценки КХД (ne-W/Z) фона для и ££у. Окончательный результат. 95.

10.9 Оценки КХД (не-W/Z) фона для W .96.

11.1 Обзор экспериментальных систематических ошибок для £у.98.

11.2 Систематические ошибки на генерацию Zy, Wy, Zyy и W77.99.

13.1 События вида 1уэкспериментально обнаруженное число событий и предсказания СМ.107.

13.2 События вида ££у. экспериментально обнаруженное число событий и предсказания СМ.111.

13.3 События вида ?77: экспериментально обнаруженное число событий и предсказания СМ.116.

А.1 Список событий вида /Х7^т.119.

А.2 Список событий вида /х/гу .120.

А.З Список событий вида е7^т.121.

А.4 Список событий вида есу.123.

Стандартная Модель (СМ) [1] физики элементарных частиц — теория, описывающая взаимодействия элементарных частиц: тысячи сечений рождения и ширин распадов, измеренных на различных экспериментах [2], объясняются в рамках СМ.

Тем не менее, стоит заметить, что в СМ не включено гравитационное взаимодействие, и ожидается, что СМ является теорией, работающей при относительно низких энергиях, тогда как при энергиях порядка ТэВ возможно проявление новых эффектов [3] за пределами СМ. Другой потенциальный недостаток СМ — отсутствие частиц, которые могли бы стать кандидатами для темной материи. Бозон хиггеа — последняя из частиц в СМ, ис обнаруженная экспериментально [3]. При расчете массы бозона хиггеа вычисления петлевых поправок 1 расходятся квадратично. Проблема иерархии [4] - еще один открытый вопрос в СМ.

Существуют различные подходы к решению проблем СМ. Например, для решения проблемы иерархии бозон хиггеа полностью удаляется из теории (Техпицвет [5]), или ноле хиггеа включается в расширенную группу симметрии (Суперсимметрия [6]).

Ускорительный комплекс Теватрон в лаборатории Фермилаб, на котором осуществляются столкновения протонов (р) и антипротонов (р), на сегодняшний день обладает наибольшей энергией в центре масс,^fs = 1.96 TeV. Новый эксперимент, Run II, результаты которого представлены в диссертации, отличается от предшествующих экспериментов прежде всего более высокой энергией столкновения пучков, обновленным ускорительным комплексом, более высокой светимостью, а также улучшенным детектором. Изучение столкновений при таких энергиях может привести к открытию физики за пределами СМ, так называемой Новой Физики (НФ). Совместное рождение двух калибровочных векторных бозонов рассчитывается в рамках СМ, и в событиях такого вида следует искать рождение новых частиц, которые могут быть связаны с калибровочным сектором СМ (например, свойства t кварка изучаются в рождении it, и распадом t —> Wb).

Часть СМ, известная как теория электрослабых взаимодействий [7], объединяет электромагнитные и слабые взаимодействия. Переносчики взаимодействий, фотон (7) и массивные заряженные \г±и нейтральный Z бозон, — фундаментальные частицы в этой теории.

Таким образом, поставленная задача — проверка СМ при максимально доступной энергии столкновения рр, в событиях с совместным рождением фундаментальных частиц, включая 7, Z°, W±.

В этой диссертации сообщается о результатах поиска событий i-y+X в эксперименте Run II на данных с общей светимостью 305 рЬ~г, при энергии столкновения протон-антипротонных пучков, рр, 1.96 TeV, и улучшенной установкой, детектором CDF II. Кинематические критерии отбора установлены заранее, a priori, и соответствуют критериям, использованным в анализе, сделанном на предыдущей стадии эксперимента, Run I, в котором наблюдалось рас.

В англоязычной терминологии loop corrections хождение между предсказаниями в рамках СМ и экспериментальными данными для событий вида [8, 9].

Для поиска НФ необходимо понимание предсказаний СМ. В диссертации представлены результаты поиска аномального рождения событий, содержащих заряженный лептон (?, с или д) и фотон (7) высокой энергии. События включают в себя дополнительные объекты, X, такие как потерянная поперечная энергия (JST), а также дополнительные лептоны и фотоны. Используется техника поиска по виду события: для выбранного типа события оценивается вклад от процессов СМ, учитывается неверная идентификация тех или иных объектов в детекторе, и затем проверяется, описывает ли СМ результат, полученный экспериментально.

Основные результаты диссертации опубликованы в [10,11]. Изучение рождения IV7 и Z7 па эксперименте CDF опубликованы в [12]. Материалы, изложенные в диссертации, представлены на многих конференциях и семинарах. Статус поиска событий вида £^/—Х представлен на конференции Американского Физического Общества (APS, Philadelphia, 2003 г.). Позже, поиск был анонсирован SUSY сообществу на конференции по Суперсимметрии (SUSY, Tucson AZ, 2003 г.) [13]. Результаты поиска ?7 + X были представлены на конференции по Суперсимметрии (SUSY, Durham, 2005 г.) [14], Международной Школе Субъядерной Физики (Erice, 2005) [11], Зимнем Инситуте в Лэйк Луиз (2006, Canada) [15], конференции НСР (2006, Durham, USA) [16], SUSY'06 [17], ICHEP'06 [18]. Также материалы диссертации были представлены на совещании сотрудничества CDF (Sitges, 2005) и на совещаниях рабочих групп по экзотике, физике фотонов, и сверхэкзотичных явлениях.

На Международной Школе Субъядерной Физики (Erice, 2005) диссертант был удостоен награды за оригинальную работу в экспериментальной физике за доклад 'Поиск Новой Физики в событиях с фотонами'. Эта работа прорецепзивовапа и принята к публикации в EPJ С [И] лауреатом Нобелевской Премии 1999 года, G. t’Hooft.

Результаты поиска аномального рождения событий, содержащих заряженный лептон {?, е или j. i) и фотон (7) высокой энергии, были представлены на семинарах в Университете Санта-Барбара и в Университете Рочестера, а также были рецензированы многими институтами, входящими в состав сотрудничества CDF, среди которых Университет Чикаго (UC), IPP Канада, Университет Duke, Лаборатория Беркли (LBNL), СНЕР Корея, Университет штата Иллинойс в Урбана-Шампейн (UIUC), а также лаборатория Фермилаб.

Один из наиболее важных инструментов для понимания событий, которые могут оказаться проявлением НФ, это программный пакет визуализации событий CDF Run II Event Display (EVD) [19, 20]. EVD широко используется как для анализа данных, так и для контроля данных в процессе сбора [21]. Развитие и поддержка программного пакета EVD — важный вклад группы ИТЭФ в эксперимент CDF. Диссертант является лидером этого проекта [22].

Диссертация состоит из введения, тринадцати глав, заключения и приложения.

Результаты работы трех независимых генераторов матричных элементов основного порядка сравниваются для проверки надежности предсказаний.

Для всех каналов, Z7, W77 и Z77 (электронная мода, мюонпая мода) наблюдается хорошее согласие между результатами MadGraph и СотрНер. Поскольку эти два генератора сильно отличаются технически (в MadGraph используется прямой метод вычисления амплитуд 3, тогда как в СотрНер используется символьная оценка квадрата матричного элемента), согласие между ними дает доверие к полученным предсказаниям.

На Рисунке 9.1 показаны сечение рождения относительно Ет фотона для MadGraph и СотрНер Wj и Z7 образцов [81, 82].

На Рисунке 9.2 показаны сечение рождения относительно Ет фотона для MadGraph и СотрНер IV77 и Z77 образцов [81, 82]. Дополнительные проверки для всех трех МС образцов, использованных для предсказаний СМ, проведены для симулированных данных в [89] на ранней стадии физического анализа. После этого программный пакет симуляции и рекон.

3 В англоязычной терминологии helicity amplitude calculation.

W yy у 1, y2 Et integrol spectro Tight Cuts ei: Et>25 IrjKI. O v Et>25 I77K6. O qH Et>25 hjlO. O g2: Et>12 hjl<2.5 4R > 0.4.

MadGroph COMPHEP j.

20 40.

60 80 100 120 140 160 180 200 ET (Gamma) (GeV).

10'.

10' ш X> b «°10.

Zyy yl.

MadGroph COMPHEP 1 20 y1, y2 Et integral spectra.

Tight Cuts: ei: Et>25 ItjKI. O e2' Et> 12 h]K2.b ql: Et>25 I77KI. O gZl B>12 lnl<2.5 AR > 0,4.

40 60 80 100 120 140 160 180 200.

ET (Gomma) (GeV) a) ei/77 (b) e+e 77.

Рис. 9.2: Интегральное поперечное сечение в аттобарнах (Ю-3 фб или 10с пб), из генераторов MadGraph и СОМРНЕР при энергии рр 1.96 GeV относительно Ет фотона для (а) рождения W77, (Ь) рождения Z77. Показано сечение рождения высокоэнергетичного фото-па с порогом Ех (7I) и второго фотона (72) [81, 82]. струкции был обновлен, и результат сравнения двух из трех генераторов, MadGraph и Baur, показан ниже на Рисунке 9.3.

9.4.2 Сравнение образцов после добавления фрагментации и излучения.

Подробное сравнение предсказаний из MadGraph и Baur генераторов, произведенное впервые для эксперимента CDF, стало темой отдельной внутренней статьи CDF [90, 80]. К примеру, полученные распределения для мюонпого капала Z7 показаны на Рисунке 9.3.

9.5 Дибозонные процессы W^ и как источник X событий.

9.5.1 Ожидания от Wy.

Рождение W7 было основным СМ источником для событий вида ?7^ с кинематическими требованиями ly+Х анализа на предыдущей стадии эксперимента в Run I [28]. В Run I вклад Wy составлял 1.93 ± 0.26 событий из 3.41 ± 0.34 в канале еу$т, и 1.99 ± 0.27 из 4.23 ± 0.46 в канале /.lyfij. Следовательно, крайне важно, чтобы предсказания для Wy было надежным. а) Ет 1-го лептона, GeV (b) Ет 2-го лептона, GeV с) Ет фотона, GeV.

Uptonfl!) d) у 2-го лептона е) г/ 2-го лептона f) 77 фотона g) М (Z), GeV h) дф (ее) i) M (Z7), GeV.

Рис. 9.3: Кинематические распределения для мюонного капала: MadGraph и Baur на уровне генератора. MadGraph (точки) и Baur (полные точки) с идентчиными кинематическими критериями [90].

Фотон может излучаиться из одного из взаимодействующих кварков в начальном состоянии, заряженного бозона (IF), или же из лептона в конечном состоянии, как показано на Рисунке 9.4. Детальная информация о кинематических распределениях и сечениях для ди-бозонных и трибозоппых процессов приведена в [81].

Предсказания для е’у и⁷ событий, удовлетворяющих используемым критериям отбора, 1.

ЛУЛ' ''—-fW?

7/-'*(W.

•Л/Ч/У л/х/^т.

•У.

Рис. 9.4: Древесные диаграммы для рождения Zy и IV7. для С = 305pb~l от рождения Wy приведены в Таблице 9.4 для MadGraph и Ваиг генераторов. Ошибки для вкладов СМ включают неопределенность на функцию распределения партопов (PDF), используемую для моделирования событий (5%), масштаб факторизации (2%) и К-фактор (3%), ошибку от сравнения различных МС генераторов (~ 5%), и ошибку в определении светимости (6%) (Глава 11).

9.5.2 Ожидания от Z°Jy* +7.

Процесс рр—>Z°/y*+7 также один из основных СМ источников фона для поисков НФ в событиях вида ly + X. Фотон может быть излучен из налетающих кварков, или же из лсптонов, как изображено па Рисунке 9.4. Детальная информация о кинематических распределениях и сечениях для Zy приведена в [81].

Предсказания для еу и ру событий, удовлетворяющих используемым критериям отбора, для С = 305pb1 от рождения Zу приведены в Таблице 9.4 для MadGraph и Ваиг генераторов. Ошибки для вкладов СМ включают неопределенность на функцию распределения партонов (PDF), используемую для моделирования событий (5%), масштаб факторизации (2%) и К-фактор (3%), ошибку от сравнения различных МС генераторов 5%), а также ошибку в определении светимости (6%) (Глава 11).

9.6 Трибозонные процессы W77 и Z77 как источник + Х событий.

Хотя вклад трибозоппых процессов Wyy и Zyy мал, для событий вида lyy это наибольший истинный вклад от СМ (помимо истинного вклада, есть неверные детекторные измерения, которые также могут приводить к событиям типа lyy). Наблюдение событий такого типа в а? г?? к а- 1 x о с? 0 V V.

Wj, электронный канал.

MadGraph 15.3±0.99 1.61±0.32 13.6±0.93 0±0.042 0±0.042.

Baur 15.9±1.31 2.05±0.47 13.8±1.21 0±0.069 0±0.069.

Среднее 15.60±-0.82(шао ±1.7(W) 1.83±0.28(«tat) ±0.48(sys) 13.70±0.76(stat) ±1.41(Sye) 0.0±0.040(stat) ±0.0(sys) 0.0±0.040(slat) ±0.0(sys).

W7, мюопный канал.

MadGraph 10.4±0.77 1.97±0.34 8.44±0.70 0±0.042 0±0.042.

Baur 10.8±0.95 1.56±0.36 9.25±0.88 0±0.059 0±0.059.

Среднее 10.60±-0.61(«ш, ±1.18(sys) 1.77±0.25(stat) ±-0.45(8у9) 8.84±0.56(stat) ±-1.23(9У9) 0.0±0.036(Stat) ±0.0(sys) 0.0±0.036(9tat) ±-0.0(ЯУ3).

Заключение

.

Обобщая сказанное выше, был произведен поиск физики за пределами Стандартной Модели (СМ) при максимально доступной на сегодняшний день энергии столкновения рр, в событиях с совместным рождением фундаментальных частиц, включая 7, Z°, IV±. Областью исследования стали события вида + X, содержащие лептопы и фотоны высокой энергии, рождение которых возможно в разных моделях Новой Физики (НФ), таких как Суперсимметрия (SUSY) или Дополнительные Измерения (LED). Следовательно, на первую роль выходит хорошее понимание СМ, 'фона' для событий такого вида в рамках НФ.

В частности, на экспериментальных данных Run II был осуществлен поиск аномалии, обнаруженной в событиях вида ?7 + X па предыдущей стадии эксперимента в Run I, где в дополнение к редкому в рамках СМ есуу)5Т событию наблюдалось разногласие между экспериментальными данными и предсказаниями СМ. В исследовании, ставшем темой диссертационной работы, использованы заранее установленные кинематические критерии отбора событий вида fy + X для существенно большего образца данных, взятых на улучшенной экспериментальной установке при большей энергии столкновения pp.

Важный вывод, основанный на анализе новых данных, состоит в том, что уровень превышения числа обнаруженных событий в Run I над предсказаниями СМ в событиях типа составивший 2.7 сг, оказался статистической флуктуацией. В случае, если отношение числа обнаруженных и ожидаемых событий для? у]?т в данных Run I, 16/7.6, осталось бы на прежнем уровне, найденное превышение в 2.7 а в этом канале привело бы к обнаружению 78±11 событий в данных Run И, тогда как экспериментально обнаруженное число событий составило 42.

Установлено, что число событий в подкатегориях ?7 и ££у £у + Х образца соответствует предсказаниям СМ. Не обнаружено таких событий, как Run I событие-кандидат ес77 и, как более общее наблюдение, не найдено ££у событий с аномально большой потерянной поперечной энергией или же с дополнительными фотонами.

Тем не менее, обнаружено, что в событиях вида в данных Run II, число экспериментально обнаруженных событий несколько превышает СМ предсказание. Возможно, что теоретические вычисления на древесном уровне (LO) с поправкой на К-фактор (NLO), зависящий от эиергии фотона и от инвариантной массы дилептонов, для дибозонных каналов И/7 и Zn/7* + 7) в которых содержится множество диаграмм, включая излучение из начального состояния, недостаточно точны для описания имеющихся экспериментальных данных.

С другой стороны, обнаружено небольшое число событий 'на хвостах' кинематических распределений, там где ожидание в рамках СМ крайне мало. Эти события вносят вклад в превышение числа наблюдаемых событий над СМ ожиданием, точно так же как и событие ее77 в Run I поиске событий вида? у+Х. Для того чтобы узнать, являются ли эти события редким фоном, или же чем-то новым, требуются новые данные.

Планируется, что к концу эксперимента Run II будет набрано в 10−20 раз больше данных, чем представлено в диссертации. Большая статистика потребует улучшенного понимания фонов, равно как и лучших оценок рождения Wy и Z°/7* +7 в рамках СМ, т.к. доминирующей ошибкой станет систематическая, что включает в себя теоретическую систематическую ошибку. Другая ошибка — неопределенность в оценке вероятности того, что адроппая струя будет неправильно идентифицирована как фотон, на данный момент также ограничена статистикой и впоследствии будет существенно улучшена для новых данных. Таким образом, надежное теоретическое предсказание Z0/7* + 7 и Wy выйдет на первый план.

Подводя итог сказанному выше, хотя в новых данных не найдено событий, подобных ee77j? T, и разногласие между данными и теорией для кУДа менее значимо, чем для данных Run I, дан ответ на вопрос, вызвавший большой интерес в среде физиков-теоретиков. Исследованные каналы остаются интересными и важными для проверки положений СМ, и наработанные для анализа методики, а также приобретенные знания будут полезными для поисков НФ в этом канале как на большем образце данных на Теватроне, так и на данных при большей энергии столкновения на LHC.

Благодарности.

В первую очередь хочу выразить глубокую признательность своему научному руководителю А. А. Ростовцеву за поддержку и критику, а также за предоставление прекрасных условий для плодотворной научной работы, без чего выход данной работы был бы невозможен,.

Особую благодарность хочу выразить лидеру группы Университета Чикаго в сотрудничестве CDF H.J. Frisch за совместную работу над физическим анализом и выпуском статей, а также за помощь в организации моих визитов в CDF и предоставленные возможности для доклада результатов на конференциях.

Я благодарен Э. Э. Боос Л.В. Дудко, А. С. Беляеву и А. В. Шерстневу за их поддержку и развитие СошрНер, а также Т. Steltzer, S. Mrenna, и F. Maltoni за развитие и поддержку MadGraph и Pythia. U. Baur оказал большую помощь с Baur МС, а также предоставил Кофакторы для лучшей оценки Zy и Wy СМ предсказаний. Мне приятно поблагодарить своих коллег И. Шрсйбср, S. Levy, С. Pilcher, А. Парамонова, и С. Wolfe за помощь в подготовке данных для анализа, а также активное участие в обсуждении методик и результатов.

Я считаю своим долгом поблагодарить сотрудников CDF К. Copic, R. Culbcrtson, М. Гончарова, Н. Hayward, В. Heineinann, Н. Gerberich, A. Goshaw, М. Kirby, Д. Литвинцева, J. Nacht-man, А. Сафонова, Т. Shears, R. Tafirout, S. Thompson, D. Toback, J. Tsui, S. Tsuno, S.M. Wang, и Un-Ki Yang за их вклад в работу.

Я признателен S. Arcelli, R. Blair, R. Moore, A. Sidoti за их помощь в подготовке публикаций. Я благодарен рецензентам PRL и EPJ С за их отзывы о публикациях, а также редакторам, R. Garisto и G. Dimler, за помощь в публикации результатов. Я признателен G. t’Hooft за обзор моей рукописи для публикации в EPJ С.

Я рад возможности выразить благодарность преподавателям МФТИ и ИТЭФ за полученные знания и за привитую любовь к физике элементарных частиц.