1 Standardmodell XI. Experimenteller Teil 2 Sommersemester 2009 Vorlesung SE2/103 Mo 4. DS = 13.00 - 14.30 Übung SE2/102 Mo 5. DS = 14.50 - 16.20 (ungerade Wochen) http://iktp.tu-dresden.de/Lehre/SS2009/SM Prof. D. Stöckinger ASB E21 Tel. 463 42248 Jun. Prof. A. Straessner ASB 426/428 Tel. 463 34089 Standardmodell - SS 2009
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Standardmodell XI. Experimenteller Teil 2 · •schw. WW. von Quarks: CKM-Matrix, C/P/CP-Verletzung, Neutrino-Oszillationen •-> Ausblick: BSM. Präzisionsmessungen im Standardmodell
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Standardmodell XI.
Experimenteller Teil 2
Sommersemester 2009
Vorlesung SE2/103 Mo 4. DS = 13.00 - 14.30Übung SE2/102 Mo 5. DS = 14.50 - 16.20 (ungerade Wochen)
http://iktp.tu-dresden.de/Lehre/SS2009/SM
Prof. D. Stöckinger ASB E21 Tel. 463 42248 Jun. Prof. A. Straessner ASB 426/428 Tel. 463 34089
Standardmodell - SS 2009
Vorlesungsprogramm
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• Stand nach Theorie (VL 1-3): • Eichkopplungen, Ww. von Eichbosonen, Ww. von linkshändigen Fermionen mit
Eichbosonen
• VL4: Schwache Zerfälle bei niedrigen Energien• Myon-Zerfall , GF bei FAST, Michel-Parameter von Myon und Tau (V-A),
• VL11: Analyse des Standardmodells und Higgs-Physik• Präzisionsmessungen von Standardmodellparametern, LEP-Energiekalibration, W-
Masse, top-Zerfall, top-Masse, Relationen der Parameter des Standardmodells, Strahlungskorrekturen, EW-Fit, Higgs-Suche
• VL12: Higgs- und Standardmodell-Physik an Hadronkollidern• Higgs-Suche und Elektroschwache-Physik am Tevatron und LHC
• VL13: Symmetrien und C/P/CP-Verletzung• schw. WW. von Quarks: CKM-Matrix, C/P/CP-Verletzung, Neutrino-Oszillationen• -> Ausblick: BSM
Präzisionsmessungen im Standardmodell
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Gμ
Präzisionsmessungen im Standardmodell
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Präzisionsmessungen im Standardmodell
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Experimementell bestimmt werden:• schwache Mischungswinkel u.a. aus Zerfalls-Asymmetrien des Z-Bosons• Fermi-Konstante GF aus der Myon-Lebensdauer• die e.m. Kopplung α aus anom. magnetischen Moment des Elektrons• Z-Masse bei LEP• W-Masse bei LEP und am Tevatron
Messung der W-Boson-Masse bei LEP
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• Bei LEP: aus Analyse der Zerfallsprodukte und 4er-Impulserhaltung:
• W-Masse wird durch Anpassung der Simulationsrechung andas gemessene Spektrum bestimmt:
Näherung f. kleine Leptonmasse:
da man nur transversalen, fehlenden Impuls messen kann:
Extraktion der W-Masse durch Anpassung von MC an pT
und mT Spektrum. LEP und Tevatron kombiniert liefern:
Messung der W-Boson-Masse am Tevatron
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• Am Tevatron: Proton-Antiproton-Collider• W-Massenbestimmung wie bei der Entdeckung des W-Bosons• pT-Spektrum des Leptons und Transversale Masse
Z-Parameter aus „Lineshape“
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Z-Parameter aus „Lineshape“
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LEP-Energiekalibration
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Z-Masse aus Linienform als Funktion der Schwerpunksenergie → genaueste Messungder Strahlenergie ist wichtig:
Sokolov & TernovDokl. Akad. Nauk SSSR 153 (1963)
LEP-Energiekalibration
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• Problem– Verformung des LEP-Rings durch
• Wasserstand des Genfer Sees
• Temperatur
• Mond…
Messung der verschienen Effekte→ Korrektur mit kleinem Fehler
LEP-Energiekalibration
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LEP-Energiekalibration
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Z-Parameter aus „Lineshape“
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Bei dieser Genauigkeit sind Strahlungskorrekturen wichtig!
Wert ± Fehler syst. Fehler
Strahlungskorrekturen der QED
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• Abstrahlung von reellen (messbaren) Photonen im Anfangs- und Endzustand, sowievirtuelle Beiträge:
reellePhotonenim Endzu-stand
virtuell
reellePhotonenim Anfangs-zustand:
falls Photonenentlang derStrahlachse
Photonabstrahlung im Anfangszustand
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p(e+)
p’(e+)
p(e-)=p’(e-)
pγ
QED Strahlungskorrekturen der Z-“Lineshape“
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Sichtbarer Effekt der Faltungmit dem Photon-Spektrum:Der Wirkungsquerschnitt “sieht”auch die Beiträge unterhalb dereigentlichen Schwerpunktsenergie
QED Strahlungskorrekturen bei AFB
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auch hier sind QED-Effekte sichtbar
Elektroschwache Strahlungskorrekturen
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• Strahlungskorrekturen beruhen auf theoretischen Rechnungen höherer Ordnung• Die messbaren, endlichen Observablen ergeben sich nach Renormierung
→ Behandlung von Divergenzen• Der theoretisch vorhergesagte Wert der Messgrössen hängt von der Energieskala ab
→ z.B. laufenden Kopplung α(q2) wegen Vakuumpolarisation im Photonaustausch:
Elektroschwache Strahlungskorrekturen
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• auch W- und Z-Propagator haben solche Korrekturen: