Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati1 Dati LEP SM - sommario tutti i dati di LEP (LEP I, LEP II, tutti gli esperimenti) sono confontati.

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2 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati1 Dati LEP SM - sommario tutti i dati di LEP (LEP I, LEP II, tutti gli esperimenti) sono confontati con il modello standard (SM) (*); passi successivi : a)compatibilità tra esperimenti; b)fit comune misura (vedi § LEP I, ex. m Z ); c)confronto con SM ( accordo misure - teoria); d)predizione (misura) di parametri relativi a particelle non [ancora] accessibili sperimentalmente (ex. m H, oppure m t ); e)stessa procedura, incorporando altri esperimenti (CDF, D0, SLD,,...). in realtà tutto è matematicamente calcolato in un solo passo, minimizzando una funzione dei dati e dei parametri teorici, che tiene conto delle correlazioni sperimentali. [alcuni dati – ex. -polarizzazione, asimmetrie di SLD - omessi in questa presentazione] (*) CERN-EP/2001-098; December 17, 2001

3 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati2 la lineshape a LEP I [si chiama lineshape la sezione durto ƒ ( s), ove ƒ è uno dei canali di decadimento dello Z, e + e -, + -, + -, adroni] la lineshape mostra il caratteristico andamento a campana, dovuto alla risonanza [i.e. formazione di uno Z nel canale s]; [come spiegato in precedenza] dalla forma/altezza della campana nei vari canali, si misurano : massa e larghezza totale dello Z; numero di neutrini; accoppiamenti elettrodeboli.

4 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati3 Sezioni durto differenziali Dalle sezioni durto differenziali d (e + e - ƒƒ) / dcos, per i vari fermioni, in funzione di s, si possono misurare : asimmetrie avanti-indietro [differenti per e + e - rispetto a + -, + -, adroni]; accoppiamenti g v, g a.

5 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati4 Dati - LEP I ( | s-m z | < 3 GeV) l + l - ~1.7 M; qq ~15.5 M; ¯

6 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati5 Dati - LEP II ( 130 < s < 209 GeV) YearNominalActualLuminosityEnergy (GeV)(GeV)(pb -1 ) 1995130130.2~3 136136.2~3 1996161161.3~10 172172.1~10 1997130130.2~2 136136.2~2 183182.7~50 YearNominalActualLuminosityEnergy (GeV)(GeV)(pb -1 ) 1998189188.6~170 1999192191.6~30 196195.5~80 200199.5~80 202201.6~40 2000205204.9~80 207206.7~140

7 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati6 misure (1 - LEP I) massa dello Z : m Z = 91.1875 0.0021 GeV; larghezza Z = 2.4952 0.0023 GeV; numero di neutrini leggeri N = 2.9841 0.0083; asimmetrie leptoniche al polo (A 0, fb ) vs larghezze parziali (R 0 = had / ) : le linee sono 68% di probabilità; le linee punteggiate sono per i singoli leptoni, quella continua assume universalità leptonica; la frecce in m t e s corrispondono a 1 mentre per m H ai valori 114, 300, 1000 GeV. larghezze parziali al polo in quark b,c (R 0 b/c = b/c / had ) : le ellissi sono 68% di probabilità; SM indica il valore predetto, la freccia è ±1 in m t ; [ricordare nel 199x... tante teorie...]. 2.1 5.2 fit

8 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati7 mZmZ

9 8 Lineshape - risultati del fit - 1

10 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati9 Lineshape - risultati del fit - 2 inv / = 5.942.016; [ / ] SM = 1.9912.0012; N = 2.9841.0083.

11 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati10 misure di m Z, Z nel tempo

12 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati11 errori calcolati su m Z, Z nel tempo

13 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati12 2.1 - asimmetrie leptoniche al polo (A 0, fb ) vs larghezze parziali (R 0 = had / ) le ellissi contengono il 68% di probabilità; le linee punteggiate sono per i singoli leptoni, quella continua assume universalità leptonica; la frecce in m t e s corrispondono a 1 mentre per m H ai valori 114, 300, 1000 GeV.

14 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati13 5.2 - Larghezze parziali al polo in quark b,c (R 0 b/c = b/c / had ) le ellissi contengono il 68% di probabilità; SM indica il valore predetto, la freccia è ±1 in m t ; [ricordare nel 199x... tante teorie...].

15 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati14 misure (2 - LEP II) Sezioni durto in + -, + -, adroni a LEP II [s = m 2 (f f)]; Sezioni durto differenziali e asimmetrie leptoniche in funzione di s (A fb ) ; le (W + W - ) e (ZZ); m W, W, BR(W leptons, hadrons) ; – m W = 80.450 0.026 0.030 GeV; – W = 2.150 0.068 0.060 GeV. 8.1 9.1/3 9.4 8.3 8.2 11.2 11.3

16 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati15 8.1 8.1 - Sezioni durto in + -, + -, adroni a LEP II [s = m 2 (ff)]

17 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati16 8.2-3 - Sezioni durto differenziali e asimmetrie leptoniche in funzione di s (A fb )

18 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati17 (W + W - ), (ZZ)

19 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati18 m W, W : m W = 80.450 0.026 0.030 GeV; W = 2.150 0.068 0.060 GeV.

20 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati19 m f = 0, tree-level : BR = 1/9 = 11%; BR hadr = 6/9 = 67%.

21 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati20 misure (3 - Tevatron) massa m W (con tutte le misure mondiali); m W vs m top (confronto con LEP II) ;

22 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati21 misure di m W, dal 1988 ad oggi

23 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati22 m W vs m top Fermilab vs LEP

24 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati23 fit nel MS (1) Accoppiamenti g A e g V per leptoni, quark pesanti; Angolo di Weinberg (sin 2 eff ) ; accordo generale (misure LEP teoria). 12.2 12.3 pulls 12.4

25 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati24 accoppiamenti g A e g V per leptoni

26 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati25 accoppiamenti g A e g V per quark pesanti

27 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati26 Angolo di Weinberg (sin 2 eff )

28 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati27 accordo generale (misure LEP teoria)

29 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati28 pull = (misura-SM) / errore

30 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati29 predizioni nel MS (1) variazione di [sin 2 lept eff ] vs [ l ] in funzione di m t e m H, [m W ] vs [m t ] in funzione di m H, [m W ] vs [m H ], [m t ] vs [m H ], valore di 2 (fit) in funzione di m H ; sensibilità dei parametri del MS a m H. 13.1 13.3 13.4 13.2 13.6 13.8 !!! 13.5

31 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati30 [sin 2 eff ] vs [ ] in funzione di m t e m H

32 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati31 [m W ] vs [m t ] in funzione di m H

33 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati32 [m W ] vs [m H ], [m t ] vs [m H ]

34 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati33 misura di m H nello SM

35 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati34 sensibilità dei parametri del MS a m H

36 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati35 la figura di LEP più citata (assieme alla risonanza dello Z) 2 (fit) in funzione di m H

37 Paolo Bagnaia - La fisica e+e- : modello standard e dati36 Fine - fit SM a LEP