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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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Divergenze nelle interazioni deboli
gg
g
g
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Divergenze nelle interazioni deboli
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