در فرایند نابودی الکترون ـ پوزیترون، ذرات مختلفی از جمله پایونها تولید می شوند . اکثرپایونها از راس اصلی ، یعنی مستقیماً از نابودی زوج حاصل می شوند اما تعدادی از آنها ، از ذرات واسطه ی دیگر نظیر و تولید می شوند . در این پایان نامه هدف این است که با بدست آوردن نمودار فراوانی بر حسب جرم موثر زوج ذرات یا سه ذره ای های پایون ، برای تمام ترکیبات یک رویداد و مقایسه ی آن با نمودار زمینه ، درصد تولید ذرات را در این برهمکنش ، در انرژی مرکز جرم gev 60 بدست آوریم . برای این امر فرض می کنیم همه ی ذرات رصد شده پایون هستند . خواهیم دید که درصد تولید ذرات ، 6/1% بدست می آید . بدین ترتیب باید هنگام مطالعه ذرات ناشی از رأس اصلی ، تصحیح6/1% را برای این ذرات در نظر بگیریم . سپس رفتار سطح مقطع را در انرژی مرکز جرم gev 60 برای تولید کاون ، بر حسب متغیر x بررسی کرده و آنرا با نمودار های موجود در انرژی های پایین تر مقایسه می کنیم . از این مقایسه نتیجه خواهیم گرفت که مقیاس بندی تولید در ناحیه ای که داده ها در انرژی های مختلف همپوشانی دارند ، یعنی در ناحیه ی برقرار است .

چکیده دراین پایان نامه خصوصیات حالتهای نهایی چند ذره ای که دربر هم کنشهای الکترون – پوزیترون تولید می شوند رامورد مطالعه قرار می دهیم.شکل رویداد وتوزیع ذرات باردار راارائه می دهیم وسپس اندازه گیریهای خودرا بامدلهای( ترکش+ qcd) مقایسه می کنیم.در این مدلها درمرحله اختلالی از تحول آبشار پارتونی یا عناصر ماتریسی qcd استفاده شده است.در مرحله هادرونی شدن ازترکش string ویا ترکش خوشه ای استفاده می شود. بحث دیگری که در این پایان نامه مورد توجه ماست مقایسه نتایج بدست آمده از تئوری اختلالی با ممان متداول ترین متغیرهای شکل رویداد وا بسته به رویدادهای 3جتی در نابودی می باشد. این متغیر ها عبارتند از: thrust ,heavy jet mass ,c-parameter, wide jet broadening ,total jet broadening با استفاده از پارامترهای ذکر شده ,ثابت پیوندی قوی را به ازای مقیاس بازبهنجارش (? ) های گوناگون محاسبه می کنیم .

نظریه کوانتومی رنگ به عنوان نظریه ای قابل قبول جهت توصیف برهمکنش های بین کوارک ها و گلوئون ها بیان می شود. . این نظریه، برهمکنشهای قوی بین کوارکها را توسط مبادله گلئونها (که بوزونهای پیمانه ای بدون جرم هستند) توصیف می‎کند. در این نظریه ثابت پیوندی قوی به انرژی بستگی دارد، یعنی برای فواصل بزرگ (انرژی پایین)، واگرا و برای فواصل کوتاه (انرژی زیاد) کوچک می‎شود. بنابر این می توان در انرژی های بالا از محاسبات اختلالی برای اندازه گیری s? استفاده کرد. اما در تجربه و مبانی آزمایشگاهی این نظریه معمولا قابل استفاده نیست و باید مبانی پدیده شناسی را جهت توصیف بهتر آن بکار برد. برای این منظور نابودی الکترون- پوزیترون صریح‎ترین وسیله را برای تحقیق درباره مبانی نظریه qcd ایجاد می کند و فرصتی مناسب را برای اندازه گیری ثابت جفت شدگی قوی بوجود می آورد. در این پایان نامه ابتدا توزیع اندازه حرکت هادرون های نهایی را جهت بررسی تابش گلوئون محاسبه خواهیم کرد. برای این منظور رویداد های دو جتی و سه جتی را با استفاده از الگوریتم jade تفکیک می کنیم. سپس با توجه به رابطه altarelli - parisi ، s? را در مرتبه اول اندازه‎گیری می کنیم. در ادامه با استفاده از طیف ?، محاسبه eff? و در نظر گرفتن معادله گروه بازبهنجارش(renormalization group equation, rge)، s? را در مرتبه سوم اندازه گیری می کنیم. سرانجام s? را با توجه به رویداد های سه جتی و مشاهده پذیر های شکل رویداد(event shape variables)، تا مرتبه سوم محاسبه خواهیم کرد.

امروزه qcd اختلالی به عنوان شاخه ای از دانش ذرّات بنیادی اهمیّت ویژه ای یافته و موضوع برجسته ای برای بسیاری از مقالات و کارهای علمی شده است.تقریب های nlo,lo nnlo, تصحیحات اختلالی مهم در بسیاری از تحقیقات می باشند. در این پایان نامه نیز سعی براین است که از تصحیحات فوق بهره برده شود. ما در این تحقیق ابتدا از داده های آشکارساز amy در انرژی مرکزجرمgev 60 کمک می گیریم و آهنگ تولید فرآیندهای سه جتی رابرای فرآیند نابودی زوج الکترون-پوزیترون به کمک الگوریتم jede محاسبه می کنیم.سپس با فرض آن که پس از نابودی زوج،کوارک های سبک(بدون جرم)تولید شود؛مدلی ارائه کردهas را به کمک این روش در تقریب های نام برده محاسبه می کنیم.در ادامه فرض را براین می گذاریم که در محصولات فرآیند نابودی، کوارکbottom نیز تولید شود.پس با استفاده از قواعد فیزیکی و روابط ریاضی مدل جدیدی ارائه می دهیم تا بتوانیم اثر جرم رادر نتایج خود لحاظ کنیم وبار دیگرas رابا این روش محاسبه خواهیم کرد. در پایان با توجه به این که کوارکtop فقط در انرژی های بالا مشاهده می شود وجرم آن وابسته به انرژی مرکزجرم رویداد می باشد؛ابتدا با ارائه فرمولی جرم آن راپیدا می کنیم.از طرف دیگر چون با داده های amy نمی توان کوارک top را مشاهده نمود؛روش کار را تغییر داده، as را به ازای انرژی های مختلف یافته و به کمک آن وهمان فرمولی که برای کوارک های سنگین به کار برده بودیم،توانستیم آهنگ تولید رویدادهای سه جتی را با فرض وجود کوارک top محاسبه کنیم.

در این پایان نامه ثابت جفت شدگی قوی با استفاده ازپیش بینی های کرومودینامیک کوانتومی محاسبه می شود.داده ها مربوط به ازمایشات نابودی الکترون-پوزیترون می باشد.انجام محاسبات تا یک مرتبه محدودومعین موجب وابستگی پیش بینی ها به انتخاب مقیاس بازبهنجارش می شود.در اینجا خطای تئوری با تغییر مقیاس باز بهنجارش بررسی می گردد.مشاهده می شود که ثابت جفت شدگی قوی به ازای مقادیرمختلف از مقیاس باز بهنجارش متفاوت خواهد بود. انجام محاسبات تا مرتبه بالاتر میزان وابستگی را کاهش میدهد.

داده های بر هم کنش e?e? در انرژی مرکز جرم 60 gev مورد بررسی قرار می گیرند. این بررسی طیف انرژی (تکانه) را در مقیاس لگاریتمی برای آزمون اختلالی qcd و همچنین تقریبهایی که برای داده ها بعد از هادرونی شدن لازم است، را شامل می شود. برای این منظور تقریبهای مختلفی برای مدل اختلالی qcd ارائه شده اند. برخی از این تقریبها عبارتند از تقریب فانگ – وبر و تقریب پریز – راموس، نتایج فیزیکی این دو تقریب را با یکدیگر مقایسه خواهیم کرد. در نهایت کمیتی که مورد اهمیت واقع می شود، قله منحنی توزیع طیف است. سپس همبستگی تکانه دو ذره ای در جتها را اندازه میگیریم و وابستگی این همبستگی را به انرژی جت مورد مطالعه قرار می دهیم، نتایج را با برآوردهای تحلیلی تقریب لگاریتمی پیشرو (nlla) مقایسه می کنیم. نتایج این تحلیل نشان می دهد که همبستگی های تکانه پارتونی، مرحله هادرونی شدن ترکش جت را حفظ می کند که منجر به اعتبار بیشتر فرضیه دوگانگی پارتون – هادرون موضعی (lphd) می شود.

در این پایان نامه داده های e^+ e^- را با برهمکنش های هادرونی مقایسه می کنیم.<1-t> که در آن t، تراست است به همراه< p_t > و < ?p ?_l> نسبت به محور تراست برای داده های amy و همچنین برای داده های مونت کارلو (شامل داده های الکترون- پوزیترون و داده های هادرونی) تا انرژی مرکز جرم gev 200 محاسبه شده است. p_t مولفه ی تکانه ی عرضی عمود بر جهت حرکت هادرون ها است و مولفه ی تکانه ی ذرّات در جهت محور جت (تراست) میباشد. مشاهده می شود مقادیر<1-t>،< p_t >و< ?p ?_l>برای داده های amy با مقادیر متناظر برای داده های هادرونی مطابقت دارد. توزیع تراست در انرژی مرکز جرم gev?? برای رویدادهای دو جتی، داده های واقعی الکترون- پوزیترون و داده های هادرونی در tهای بالا با یکدیگر سازگار است،امّا داده های amy در مقادیر پایین t تراکم بیشتری را نسبت به بقیّه ی داده ها از خود نشان می دهد. این احتمالأ از این واقعیت ناشی می شود که احتمال تولید یک کوارک سنگین یا تابش گلوئون برای داده های الکترون- پوزیترون بیشتر است.این تفاوت می تواند ناشی از روشی باشد که انرژی جت تعریف می شود. در حالت کلی تشابهات قابل ملاحظه ای بین این دو نوع رویداد برقرار است. از اینرو نتیجه می گیریم جت هایی که در انواع رویدادهای مختلف مثل پراکندگی سخت (برهمکنش های هادرونی)و رویدادهای الکترون- پوزیترون مشاهده می شوند، از مکانیسم یکسانی برای هادرونی شدن تبعیّت می کنند. یعنی برای تمام آنها هادرونی شدن از طریق پارتون های محبوس (ناحیه ی غیر اختلالی) صورت می گیرد.

geant4 یک نرم افزار شبیه سازی برهم کنش های ذرات بنیادی می باشد که با استفاده از این ابزار می توان آزمایش های تجربی را شبیه سازی نمود و اعتبارسنجی این بسته را آزمود. یکی از مهم ترین مزیت های این کد شبیه سازی این است که محدوده وسیع انرژی و ذرات گوناگون را در بر می گیرد. از آنجایی که این بسته برای استفاده در فیزیک انرژی بالا طراحی شده ولی تصحیحات انرژی پایین نیز در آن صورت گرفته است، مطالعه محدوده انرژی پایین و اعتبارسنجی این ابزار در این محدوده حائز اهمیت می باشد. به منظور اعتبار سنجی مدل های الکترومغناطیسی 4 geantدر انرژی های پایین، آزمایشی را برای اندازه گیری سطح مقطع تابش ترمزی ناشی از الکترون های 50kev برای هدف های آلومینیوم و طلا در نظر گرفته ایم. با استفاده از این نرم افزار چیدمان آزمایش تجربی را شبیه سازی کرده و فوتون های خروجی ناشی از فرایند تابش ترمزی ثبت می شوند. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی را با نتایج تجربی مقایسه می نماییم. همچنین به منظور بررسی کمی میزان تطابق داده های شبیه سازی با داده های تجربی از آزمون کای اسکوار و به دست آوردن مقدار p-value استفاده می کنیم. نتیجه بررسی ها نشان می دهد که تمامی فهرست های فیزیکی الکترو مغناطیسی موجود در4 geant نتایج قابل قبولی را ارائه می دهند و تطابق نتایج به دست آمده برای هدف طلا نسبت به هدف آلومینیوم بهتر می باشد.

امروزه qcd اختلالی به عنوان شاخه ای از دانش ذرّات بنیادی اهمیّت ویژه ای یافته و موضوع برجسته ای برای بسیاری از مقالات و کارهای علمی شده است. همچنین تقریب های nlo,lo تصحیحات اختلالی مهم در بسیاری از تحقیقات می باشند. در این پایان نامه از این تقریب ها بهره گرفته، ثابت جفت شدگی قوی را با استفاده از پیش بینی های کرومودینامیک کوانتومی برای متغیر t-1 تا مرتب? اول ودوم محاسبه می کنیم. ما در این تحقیق ابتدا تأثیر جرم را بر روی تراست اختلالی محاسبه می کنیم، سپس از داده های مونت کارلو کمک می گیریم و مقدار میانگین<1-t> را برای فرآیندهای سه جتی در فرآیند نابودی زوج الکترون-پوزیترون به کمک الگوریتم jade محاسبه می کنیم. سپس با فرض آن که پس از نابودی زوج، کوارک های سبک(بدون جرم)تولید شود؛ مدلی ارائه کرده به کمک این روش تقریب های نام برده محاسبه می کنیم .در نهایت سازگاری این نتایج را با پیش بینی های qcd مورد مقایسه قرار می دهیم.

بررسی نابودی الکترون- پوزیترون به هادرون ها نشان می دهد که علاوه بر رویدادهای دو و سه جتی، آثاری نیز از رویدادهای چهار جتی مشاهده می شود، که می توان آن را به عنوان تابش گلوئون از کوارک ها تفسیر کرد.در این مقاله به بررسی و تحلیل داده های واقعی و همچنینبه بررسی و تحلیل داده های مونت کارلو که از طریق برنامه pythia اقتباس شده است می پردازیم، و با استفاده از آن ها رویدادهای چهار جتی را از بقیه رویدادها تفکیک می کنیم. برای انجام این کار از الگوریتم jadeبهره می بریم. پس ازآن ثابت پیوندی را برای این رویدادها و با استفاده از روش استفان حساب می کنیم . این محاسبه را در انرژی های مختلف pythia برای داده های مونت کارلوالکترون- پوزیترون و پروتون-پاد پروتون انجام می دهیم .

چکیده در این پایان نامه داده های الکترون – پوزیترون را با مدلهای مختلف qcd مقایسه می کنیم. برای این منظور از سه مدل webber ? lund و caltech ii استفاده می شود. مدلهای فوق مرحله هادرونی شدن و توزیع ذرات را در انرژی های مختلف توصیف می کنند. مشاهده می کنیم که داده های الکترون – پوزیترون در انرژی های مرکز جرم 29 و gev93 با مدل caltech ii سازگاری بیشتری را از خود نشان می دهند. از طرف دیگر در انرژی مرکز جرم 60gev داده های الکترون – پوزیترون با مدل lund shower سازگاری بیشتری را از خود نشان می دهند. در این پایان نامه این مقایسه ها را مورد بررسی قرار می دهیم.

در این پایان نا مه ا بتدا به شرح مختصری درباره توابع ترکش و خصوصیات حالات نهایی هادرونی در نابودی الکترون- پوزیترون می پردازیم. یکی از مدل های هادرونی تحلیلی به نام مدل پراکندگی را معرفی کرده ، به روابط ریاضی این مدل اشاره خواهیم کرد. سپس با استفاده از برازش داده های تجربی به مقایسه میان پیش بینی های اختلالی qcd و مدل پراکندگی خواهیم پرداخت.متداول ترین متغیرهای شکل رویداد وابسته به رویدادهای سه جتی درنابودی الکترون- پوزیترون که مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: thrust,heavy jet mass, wide jet broadening ,total jet broadening دراین برازش ها ثابت جفت شدگی قوی?_s درمقیاس انرژی 90 gev و همچنین پارامتر غیر اختلالی ?_0 که در مقیاس های انرژی – ممنتوم پایین معرفی می شود ، را محاسبه خواهیم کرد . بهترین برازش ها نتایجی که به دنبال دارد به صورت زیر می باشد . 0.115<?_s (m_z )<0.12 0.4<?_0 (?_i=2)<0.55 با انجام برازش ، نتایجی که برای این دو پارامتر آزاد بدست می آوریم با پیش بینی های مدل پراکندگی ومدل jetset سازگار خواهد بود .

چکیده : یکی از راههای بررسی واکنش های نابودی زوج ذرات ، استفاده از مدل ها ی شبیه سازی شده این رویداد ها است. در این پایان نامه از دو دسته داده برای بررسی واکنش نابودی e^+ e^- استفاده شده است ، که عبارتند از: 1) داده های حاصل از آشکارamy در شتاب دهندهtristan در انرژی مرکز جرم60 gev . 2) داده های شبیه سازی مونت کارلو حاصل از بر نامه pythia - برحسب الگوریتم آبشار پارتونی - در انرژی های مرکز جرم : .206gev,189 gev,161 gev ,133 gev ,91.2 gev ,60gev در واکنش نابودی زوج ذرات ، با توجه به ویژگی حبس کوارک ها ، هادرون ها را به عنوان محصولات نهایی معرفی می کنیم و به بررسی طیف تکانه هادرون ها می پردازیم. درداده های amy,monte-carlo برای انرژی های مختلف در واکنش نابودی الکترون پوزیتون توزیع مولفه های مربوط به تکانه ذرات باردار تولید شده از بعد از واکنش و همچنین توزیع متغیر های مشاهده پذیر مربوط به شکل رویداد را رسم و با یکدیگر مقایسه می کنیم .(برای این کار نیاز به تعاریف متعددی داریم که به تفصیل در این پایان نامه توضیح داده می شود.) در این مقایسه ، میزان اعتبار داده های مونت کارلو نسبت به روند واقعی رویداد ها مورد بررسی قرار می گیرد . تبدیل کوارک های محبوس به هادرون های قابل مشاهده در آشکارساز، به کمک تابعی موسوم به ترکش توصیف می شود. فرضیه scaling که توسط بیورکن در سال 1969 مطرح شد، ایجاب می کند که ، این تابع از انرژی مرکز جرم واکنش نابودی زوج ذرات ، مستقل باشد.در بررسی طیف ذرات در انرژی های بالا با نقض این ویژگی مواجه می شویم ، که آن را به صدور گلوئون سخت و ترکش کوارک سنگین نسبت می دهیم .در نهایت نتیجه می گیریم که ، روند داده های مونت کارلو تطابق خوبی با داده های واقعی دارد و در انرژی های بالای 100gev احتمال صدور گلوئون افزایش قابل توجهی می یابد .

امروزه qcd اختلالی به عنوان شاخه ای ار دانش ذرات بنیادی اهمیت ویژه ای یافته و موضوع برجسته ای برای بسیاری از مقالات و کارهای علمی شده است. همچنین تقریب های nlo و nnlo، تصحیحات اختلالی مهم در بسیاری از تحقیقات می باشند. در این پایان نامه ثابت جفت شدگی قوی را با استفاده از پیش بینی های کرومودینامیک کوانتومی برای متغیر های, ? , b_w , b_t 1-t تا مرتبه اول و دوم و سوم برای داده های مونت کارلو monte carlo و داده های حاصل از آشکار ساز های l3 و delphi محاسبه می کنیم. این عمل را ابتدا در تقریب nlo انجام می دهیم و با استفاده از پارامتر های ذکر شده، ثابت جفت شدگی قوی را به ازای مقیاس باز بهنجارش (?) های گوناگون بدست می آوریم. سپس محاسبات فوق را در تقریب nnlo تا ممان مرتبه سوم تکرار می کنیم. مشاهده می کنیم که با افزایش مرتبه ممان و همچنین با افزایش مرتبه تصحیحات، دقت ثابت جفت شدگی افزایش می یابد. همچنین نتایج ما با نتایج به دست آمده از آزمایشات دیگر و با نظریه qcd همخوانی دارد.

چکیده در این پایان نامه، توزیع تکانه ی هادرونی مقیاس لگاریتمی ذرات باردار را در فرایندهای نابودی الکترون– پوزیترون، نابودی پروتون – پادپروتون و پراکندگی الکترون - پروتون مورد مطالعه قرار می دهیم. در این بررسی از داده های شبیه سازی مونت کارلو حاصل از برنامه ی pythia – برحسب الگوریتم آبشار پارتونی - در انرژی های مختلف استفاده می کنیم. طیف تکانه هادرونی مقیاس لگاریتمی بوسیله نظریه اختلالی دینامیک کوانتومی رنگ توصیف می شود و با پیش بینی های نظری در زمینه محاسبات تقریب لگاریتمی غالب اصلاح شده (mlla) وتقریب فانگ و وبر، تحت فرض دوگانگی هادرون – پارتون موضعی (lphd) مقایسه می شود. سپس قله منحنی توزیع طیف را در انرژی های مرکز جرم گوناگون بدست می آوریم و روند تغییرات آن را با انرژی مورد مطالعه قرار می دهیم. در نهایت با استفاده از موقعیت این قله، مقادیر پارامترهای مقیاس qcd شامل ?_eff,y وثابت جفت شدگی روان ?_s را محاسبه می کنیم و نتایج بدست آمده را با براوردهای qcd و نتایج آزمایشات تجربی دیگر مقایسه می نماییم.

در این پایان نامه همبستگی های زاویه ای دو ذره ای مورد مطالعه قرار می گیرند.این همبستگی شامل همبستگی های یک سویه و دوسویه می شود.برای این منظور ،از داده های الکترون-پوزیترون از آشکارساز amy در انرژی مرکز جرم gev60 و همچنین از داده های مونت کارلو استفاده شده است . همچنین برای مقایسه ، نتایج بدست آمده از آشکارساز pluto نیز مورد استفاده قرار گرفته اند. نتایج داده های pluto و amy ، به طور جداگانه با پیش بینی های مونت کارلوی مربوط به محاسبات در اختلالات qcd مقایسه شده اند.این کار در گستره انرژی gev206 -7/7 ، صورت گرفته است .مشاهده می کنیم که .در انرژی های پایین ، توزیع های اندازه گیری شده نسبت به پیش گویی های ناشی از qcd ، پهن تر می شوند .این بدان دلیل است که در این ناحیه از انرژی ها نمی توان از اثرات حبس کوارکی چشم پوشی کرد. از طرف دیگر در انرژی های بالاتر ، داده ها به پیش گویی مدل نزدیک می شوند. این بیانگر قدرت نظریه اختلالی qcd در توصیف خواص هادرون ها می باشد.

در این پایان نامه با استفاده از مولد رویداد pythia رویدادهای نابودی در انرژی¬های مختلف را شبیه سازی کرده و با استفاده از الگوریتم jade و روش مرتب سازی انرژی، جت¬های گلوئون و جت¬های کوارک را از یکدیگر تفکیک می کنیم، سپس به بررسی تفاوت بین جت¬های گلوئون و جت¬های کوارک می پردازیم. مشاهده می کنیم که جت¬های گلوئون چند گانگی بیشتری نسبت به جت¬های های کوارک دارند. در ادامه توابع ترکش جت گلوئون و جت کوارک را مورد بررسی قرار می دهیم. مشاهده می¬کنیم که با افزایش x_e¬ سطح مقطع یک سیر نزولی از خود نشان می¬دهد و برای انرژی های گوناگون این روند کاهش متفاوت است. همچنین توابع ترکش جت کوارک و گلوئون را در طعم¬های مختلف مورد مطالعه قرار می دهیم. می¬بینیم که در توزیع تابع ترکش جت کوارک روند تغییرات متفاوت است، بدین معنی که جت کوارک حامل طعم است و کوارک b که جرم بیشتری دارد در این تغییرات نقش به سزایی ایفا¬ می¬کند. اما توابع ترکش جت گلوئون روند تغییرات یکسانی دارند، زیرا جت گلوئون بدون طعم است.

در این پایان نامه توزیع چندگانگی ذرات باردار در نابودی الکترون – پوزیترون را برای داده های amy در انرژی gev60 و همچنین برای داده های مونت کارلو تا انرژی gev 206 مورد بررسی قرار می دهیم. آنگاه نمودار های حاصل از این چندگانگی ها را با توزیع پواسن و مقیاس kno برازش می دهیم سپس نتایج به دست آمده از توزیع های چندگانگی ذرات باردار را با سایر نتایج در انرژی های کمتر مقایسه می کنیم. همچنین از سه مدل استفاده شده است. این مدل ها عبارتند از : مدل فرمی، مدل داده های pp و مدل بدست آمده از محاسبات اختلالی qcd. هرگاه میانگین چند گانگی ذرات باردار را با این مدل ها برازش دهیم، مشاهده می کنیم که ضرایب به دست آمده از این مدل ها با نظریه qcdسازگارند.

در این پایان نامه فرآیند نابودی الکترون- پوزیترون به هادرون ها را مورد بررسی قرار می دهیم. برای این منظور از رویدادهای شبیه سازی شده pythia monte carloدر انرژی های مختلف استفاده می کنیم. ابتدا به مقایسه رویدادهای حقیقی و رویدادهای شبیه سازی پرداخته و نشان می دهیم که رویدادهای شبیه سازی شده در سازگاری خوبی با رویدادهای حقیقی(amy) هستند. سپس محورهای اسفریسیتی و تراست را معرفی می کنیم. آنگاه توزیع فراوانی تکانه های طولی وعرضی را نسبت به محور تراست رسم نموده وچگونگی تغییر میانگین آنها را با افزایش انرژی نشان می دهیم. با تفکیک تکانه به دو بخش، میانگین تکانه عرضی در صفحه رویداد و میانگین تکانه عرضی عمود بر صفحه رویداد ، بستگی میانگین تکانه عرضی به چندگانگی ذرات باردار را برای رویدادهای الکترون- پوزیترون بررسی نموده ومشاهده می کنیم که با افزایش انرژی، این همبستگی ، افزایش می یابد. درادامه تاثیر تابش گلوئون را در این وابستگی نشان داده و مشاهده می کنیم که تابش گلوئون نقش قابل توجهی در همبستگی مثبت میان این دو دارد.

این پایان¬نامه محاسبات تئوری سطح مقطع تولید کوارک تاپ منفرد را در مرتبه اول از طریق فرایندهای کانال t ، کانال s ، و تولید وابسته wt ارائه می¬دهد. فرایند تولید کوارک تاپ منفرد مهم است زیرا این امکان را فراهم می¬کند تا بطور مستقیم جفت شدگی جریان بار v_tb و ثابت جفت شدگی ?_s اندازه¬گیری شوند. اندازه¬گیری سطح مقطع تولید کوارک تاپ منفرد در کانال t توسط آشکارساز اطلس در lhc ارائه شده است، این اندازه¬گیری از 1.04 ?fb?^(-1) داده برخورد پروتون-پروتون در ?s=7 tev توسط آشکارساز ثبت شده است. ویژگی رویدادهای انتخاب شده عبارت¬اند از: یک الکترون یا میوان، تکانه عرضی از دست رفته، و دو یا سه جت که دقیقا یکی از آن¬ها بعنوان جتی که از کوارک b ناشی می¬شود شناسایی می¬شود. سطح مقطع از برازش توزیع یک تکنیک جداکننده چند متغییری اندازه¬گیری می¬شود که بوسیله الگوریتم شبکه عصبی ساخته می¬شود. حاصل ?_t=83±4(stat)_(-19)^(+20) (syst) pb است، که با پیش بینی مدل استاندارد توافق خوبی دارد. همچنین مطالعات انجام شده برای تولید کوارک تاپ منفرد توسط گروه¬های cdf و d0 در تواترون مطرح می¬شود. بویژه اندازه¬گیری تولید کانال t و s کوارک تاپ منفردبصورت ترکیب شده، اولین مشاهده تولید کانال t ، اندازه¬گیری همزمان سطح مقطع تولید کانال t و s ارائه می¬شود. درآخر تولید کوارک تاپ منفرد lhc با یک مدل ابرتقارن برهمکنش قوی توسط گلوئینو دیراک سنگین مطالعه می¬شود. حضور گلوئینو دیراک سنگین اجازه می¬دهد که جریان¬های خنثی تغییر طعم قابل توجهی برای top-up وجود داشته باشند. در اینجا فرایند ug?tg بیشترین سهم را در تولید کوارک تاپ منفرد از طریق fcnc در lhc دارد.

امروزه qcd اختلالی به عنوان شاخه ای از دانش ذرات بنیادی اهمیت قابل توجهی یافته است. این نظریه،بر هم کنش های قوی بین کوارک ها را به واسطه ی تبادل گلوئون توصیف می کند. هدف ما در این پایان نامه بررسی تاثیر طعم کوارک های مختلف بر روی ثابت پیوندی می باشد. هم چنین داده های مورد استفاده در این پایان نامه، داده های شبیه سازی مونت کارلو هستند که در آن ها طعم های مختلف کوارک وارد شده است. با استفاده از الگوریتمjade آهنگ رویداد های چهار جتی را بدست می آوریم،در نهایت ثابت پیوندی را محاسبه نموده و نتایج را تحلیل می کنیم. بررسی نتایج نشان می دهد که ثابت پیوندی مستقل از طعم کوارک می باشد. این نتیجه با qcdاختلالی سازگاری دارد.تقریب های اختلالی nlo و nnlo،تصحیحات اختلالی مهم در بسیاری از تحقیقات به شمار می آیند، در این پایان نامه تقریب nnlo را برای رویداد های چهار جتی مورد بررسی قرار می دهیم.

در این پایان نامه، با استفاده از تولید کننده های رویدادهای مونت کارلو به بررسی رویدادهای چند جتی، به خصوص رویدادهای سه جتی ‏می پردازیم. با استفاده از مکانیزم آبشار پارتونی تصحیحات مراتب بالاتر را بر روی داده ها ی ‎nlo‎ وارد می کنیم تا به دقت ‎nlo+ps‎ برسند. داده های با دقت ‎nnlo‎ را با داده های ‎nlo+ps‎ مقایسه می کنیم و در آخر با استفاده از رویدادهای سه جتی مربوط به برخورد ‎$‎p‎ar{p}$‎ ثابت پیوندی برهمکنش های قوی ‎$alpha_s$‎ را اندازه گیری ‏می کنیم.

امروزه نظریه اختلالی دینامیک کوانتومی رنگ به عنوان شاخه ای از دانش ذرات بنیادی دارای اهمیت ویژه ای است، به طوری که موضوع بسیاری از مقالات و کار های علمی می باشد. تصحیحات lo، nlo و nnlo تقریب های اختلالی مهم مورد بحث در بسیاری از تحقیقات هستند. در این رساله نیز از این تصحیحات اختلالی برای سطح مقطع رویداد های سه جتی در نابودی الکترون پوزیترون استفاده می کنیم. با استفاده از داده های آشکار ساز amy در انرژی مرکز جرم 60 gev، ثابت پیوندی ?_s را با به کارگیری مشاهده پذیر های سه جتی اندازه گیری می کنیم. علاوه بر این به منظور آزمودن اثر جرم کوارک بر تصحیحات nnlo، نسبت سطح مقطع های سه جتی را با وارد کردن جرم کوارک مورد مقایسه قرار می دهیم. همچنین اثر جرم کوارک سر بر ثابت پیوندی قوی را برای انرژی های gev 500، tev 1، tev 2 و tev 4 بررسی می کنیم.

در فرایند نابودی الکترون ـ پوزیترون، تبدیل کوارک ها به هادرون های نهایی به کمک تابع ترکش توصیف می شود. روش های متعددی برای بدست آوردن تابع ترکش روی گستره وسیعی از مقیاس ها وجود دارد. فرضیه scaling ایجاب می کند که این تابع از انرژی مرکز جرم مستقل باشد. تابش گلوئون باعث نقض ویژگی scaling می شود. توزیع تکانه عرضی یک نقش مهم را در نقض scaling توابع ترکش به عهده دارد. در این پایان نامه با استفاده از داده های حاصل از فرایند نابودی الکترون ـ پوزیترون در آشکارساز amy در شتابدهنده tristan و در انرژی مرکز جرم gev 60، ابتدا طیف تکانه ذرات باردار و همچنین توزیع تکانه نسبت به محور جت را مورد مطالعه قرار می دهیم. سپس نتایج حاصل را با مدل های گوناگون qcd مقایسه می کنیم. در ادامه، توزیع توابع ترکش و نقض های scaling مشاهده شده را بررسی خواهیم کرد. همانگونه که انتظار می رود نقض های scaling قوی تری را در توابع ترکش جت گلوئون نسبت به جت کوارک مشاهده خواهیم نمود. یک دلیل اساسی که نقض scaling قوی تر را برای توابع ترکش جت گلوئون مورد تأیید قرار می دهد، تابع تفکیک بزرگتر جت گلوئون نسبت به جت کوارک است. در این پایان نامه مطالب فوق را به تفصیل مورد بررسی قرار می دهیم.

داده های بر هم کنش e-e+ در انرژی مرکز جرم 60 gev مورد بررسی قرار می گیرند.این بررسی طیف انرژی (تکانه) را در مقیاس لگاریتمی برای آزمون نظریه اختلالی qcd و همچنین تقریب های که برای بررسی داده ها بعد از هادرونی شدن لازم است,را شامل می شود.برای این منظور تقریب های مختلفی برای بررسی مدل اختلالی qcd ارائه شده اند,که در این پایان نامه به ذکر آن ها خواهیم پرداخت. برخی از این تقریب ها عبارتند از تقریب فانگ _ وبر و پیش بینی mlla, نتایج فیزیکی این دو تقریب را با یکدیگر مقایسه خواهیم کرد. در نهایت کمیتی که مورد اهمیت واقع می شود,قلّه منحنی توزیع طیف است. این قله مربوط به تکانه های پائین است که در این تکانه ها, طیف مورد مطالعه توسط هادرون هائی که به کوارک های اولیه همبستگی دارند, تحت تأثیر قرار نمی گیرد.پس انتظار می رود نوع طعم کوارک در این بررسی اثر گذار نباشد.(این مسأله به عنوان پیش شرط lphd در تقریب mlla برای اعمال اختلال در محدوده های ( x ) کوچک منظور می شود.)

روی نمودار کسر چگالیده بر حسب دما تصحیحاتی انجام داده شده است. تعداد ذرات محدود و برهمکنش های دافعه، باعث کاهش چگالی کسر چگالیده می شود و این منجر به افزایش دمای بحرانی می شود. و برعکس، حد ترمودینامیکی و برهمکنش های جاذبه دمای بحرانی را کاهش می دهند. این تصحیحات، با لحاظ شرایط آزمایشگاهی که اغلب در پتانسیل نوسانگر ناهمسانگرد رخ می-دهند، باعث افزایش دمای بحرانی می شوند. با حذف شرط حد توماس- فرمی که برای سیستم رقیق است، می توانیم کسر چگالیده را برای حد فراتر از نظریه ی میدان متوسط نیز به دست آوریم. با رسم نمودار کسر چگالیده برحسب دما، دمای بحرانی را برای این تصحیح به دست آوردیم.