Capitolo 11: Test del Modello Standard ( LEP fase 2 ) · 2013. 5. 27. · Maggio 2013 Carlo Dionisi FNSN II A.A.2012-2013 1 Capitolo 11: Test del Modello Standard ( LEP fase 2 ) Corso

Maggio 2013 Carlo Dionisi FNSN II A.A.2012-2013

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Capitolo 11: Test del Modello

Standard ( LEP fase 2 )

Corso di Fisica Nucleare e Subnucleare II

Professor Carlo Dionisi

A.A. 2012-2013


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Divergenze nelle interazioni deboli

Le divergenze sono “sistemate” dalla massa finita del W. Ce ne sono pero’ altre per altri processi come per esempio νν → WW

g

g


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gg

g

g


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e

g

g

g g

Le divergenze sono risolte SE gli accoppiamenti dei γ, W+(-)e Z0 sono collegati : UNIFICAZIONE ELETTRODEBOLE !

νe


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Isospin e Ipercarica debole


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Le Interazioni Deboli : Riassunto Nel settore dei leptoni abbiamo solo:

E’ naturale organizzare I leptoni in DOPPIETTI di particelle levogire :

ed in SINGOLETTI di particelle destrogire :

Abbiamo quindi Multipletti di Isospin Debole :


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Analogamente per il settore dei quark avremo:

Si formano DOPPIETTI di quark levogiri :

e SINGOLETTI di quark destrogiri :


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Accoppiamenti vettoriali e assiali dei fermioni allo Z come predetti dal Modello Standard.


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Le coppie WW e ZZ a LEP fase II


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Sezioni d’ urto e Luminosita’ integrate a LEP II

Sebbene la statistica sia molto inferiore a quella di LEP I, le sezione d’ urto sono tipicamente 3 ordini di grandezza piu’ piccole, lo spettro di argomenti di fisica e’ molto ricco. Affrontiamo tra questi la produzione di coppie W e la ricerca del bosone di Higgs.


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Ritorno radiativo allo Z

ZE s Mγ ≈ −


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'Dove s e' dato dalla massa combinata delle coppie dei fermioni.


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Esempio: le correzioni radiative e MW

( ) ; ; ' ' .

W Z FConfrontiamo il valore di M M G all ordinepiu basso con le misure sperimentali

α


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La figura mostra l’evoluzione delle misure dirette e indirette, dal fit elettrodebole , della massa del quark top all’aumentare negli anni della precisione delle misure dei dati.


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Produzione di coppie di Z

Un candidato ZZ di DELPHI


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Risoluzione in massa per il W


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Risultati per la Massa e la Larghezza del W


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WNel Modello Standard Γ e' data da:

Di conseguenza, SE l’accoppiamneto del W ai leptoni e ai quark e’ lo stesso e ci sono 3 colori. Ci aspettiamo:


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Il valore misurato a LEP e’: ΓW = 2.150 ± 0.091 GeV

L’ intensita’ dell’accoppiamento del W e’ Universale;

Un’altra evidenza dell’ esistenza del colore.


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Riassunto alla “Bignami” del Modello Standard

Angolo di mixing debole


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Abbiamo ora 5 misure precise di alcuni dei parametri fondamentali del Modello Standard.

Nel Modello Standard, SOLO 3 sono INDIPENDENTI ! La loro consistenza e’ un test di una potenza straordinaria per

IL MODELLO STANDARD DELLE INTERAZIONI ELETTRODEBOLI !

ESEMPIO: MW

Nel Modello standard si puo’ predire MW usando la teoria perdurbativa all’ordine piu’ basso:

Il Modello Standard fornisce anche “ una finestra “ : “ on physics Beyond the Standard Model “


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Bibliografia

P. Wells: Appendice 6

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