Esperimento OPAL Collaborazione di circa 300 fisici 34 Istituti e Laboratori di 8 nazioni (CND, D, H, I, ISR, J, UK, USA) e CERN Istituti italiani: BOLOGNA (INFN e Dipartimento di Fisica ) Responsabilita`costruttive INFN Hadron Calorimeter Costruzione e test LSTs – Sistema HV - Strips – Installazione - DAQ Forward Detector Elettronica front-end – Alimentazione HV - DAQ SiW Luminosity Monitor Sistema LV silici – Slow controls – DAQ
Presa dati esperimento OPAL ● 13.8.1989 Pilot run Ore 23:16 OPAL registra il primo evento di Z0 a LEP ● 1989 – 1995 LEP1 √s ≈ 91 GeV 4,5 M eventi Z → adroni 600 K eventi Z → coppia leptoni <eff.> DAQ = 88% ● 1995 – 2000 LEP1,5 - LEP2 √s = 130 – 209 GeV 9500 eventi W+W- <eff.> DAQ = 91% ● 2.11.2000 Ore 7:59 Ultimo evento registrato in OPAL
Settori di fisica studiati OPAL ☺ Fisica EW (Z0 e W) ☺ QCD ☺ Ricerca Higgs ☺ Ricerca di particelle esotiche (SUSY, …) ☺ Heavy Flavors ☺ Fisica del Tau ☺ Fisica γγ Oltre 400 pubblicazioni su riviste internazionali 11 Tesi di Dottorato e 29 Tesi di Laurea nel gruppo di Bologna
Eccellente sistema di tracking (Vertex chamber, Jet Chamber, Z chambers) (Risol. doppia traccia 2 mm) + Si-microvertex detector (Risol. su parametro impatto 18 μm) (1996) Miglior misura esistente (con ALEPH) della vita media del τ ττ = 289.2 ± 1.7 ± 1.2 fs
σE/E ~ 5%/√E Eccellente calorimetria EM (vetri al Pb) 20.5 – 24.6 Lunghezze di radiazione Ottima separazione degli eventi Zo → ℓ+ℓ - (1990) Primo risultato di “single γ counting” Гinv = 0.50 ± 0.08 GeV → Nν = 3.0 ± 0.45 Evento candidato “single γ” con fotone di ~ 15 GeV
Monitor di luminosita` al SiW Bhabha scattering a piccolo angolo Misura di maggior precisione a LEP ΔL/L = 0.34 ‰ (2005) Prima evidenza diretta del running di αEM (canale t)
Z0 lineshape e Asimmetrie FB Mz = 91.1852 ± 0.0030 GeV Гz = 2.4948 ± 0.0041 GeV σoh = 41.501 ± 0.055 nb Rℓ = 20.823 ± 0.044 AFBo,ℓ = 0.0145 ± 0.0017 Nν = 2.984 ± 0.013 Re = 20.902 ± 0.084 Rμ = 20.811 ± 0.058 Rτ = 20.832 ± 0.091 AFBo,e = 0.0089 ± 0.0044 AFBo,μ = 0.0159 ± 0.0023 AFBo,τ = 0.0145 ± 0.0030 Universalita` leptonica testata al 0.5%
production cross sections Rb = 0.2178 ± 0.0017 (1998) (2004) Fermion and Boson production cross sections Rb = 0.2178 ± 0.0017 (1998) Rc = 0.180 ± 0.017 (1997) (2000) |Vcb| = (40.7 ± 2.9)×10-2 Misura più precisa in PDG (2004) Angolo di mixing elettrodebole sin2θW = 0.23211 ± 0.00068 (da polarizzazione del τ) (2001) sin2θW = 0.23238 ± 0.00052 (da AFB Zo → bb in leptoni) (2003)
Massa e larghezza del W Mw = 80.415 ± 0.051 GeV Гw = 1.996 ± 0.140 GeV (2005) Mw = 80.415 ± 0.051 GeV Гw = 1.996 ± 0.140 GeV e+e- → W+W- → qqqq Distribuzione delle masse ricostruite dopo un fit di tipo 5C e+e- → W+W- → qqμνμ
QCD (1989) Primi risultati a LEP su Jet rates e misura di αs Prima chiara evidenza sperimentale del carattere non-abeliano di QCD (studio di correlazioni angolari in eventi a 4-jets) (1990) Misure dirette dei fattori di colore CA = 3.02 ± 0.55 (tot) CF = 1.34 ± 0.25 (tot) (2005) Misura piu` recente del running di αs (event shapes) (1992) Prima misura globale di αs (shapes, jet rates, Rz e Rτ) Valore combinato 91 – 209 GeV αs = 0.1191 ± 0.0011 (exp) ± 0.0045 (th)
(1995) Osservate con precisione differenze fra i Jets prodotti da quark leggeri e quelli prodotti da gluoni QCD coherence Molteplicita` carica Jets u,d,s e Gluoni (2002) Differenza in molteplicita` fra eventi e+e- → bb e e+e- → qq (q = u,d,s) Flusso di energia attraverso un cono di raggio variabile
Ricerca di nuove particelle Molti nuovi limiti e studi su: Chargini e Neutralini SUSY leptons SUSY quarks Heavy fermions Excited leptons Leptoquarks Exotica Contact interactions Compositeness ecc. Limite inferiore sulla massa del bosone di Higgs dello SM MH = 112.7 GeV/c2 ( 95% C.L.) 1-CLb e rapporto CLs = CLs+b /CLb in funzione della massa di test del bosone di Higgs