اندازه گیری تصحیحعناوان ت وارد بر انرژی جتها در آزمایش cms با استفاده از اولین برخوردهای پروتونی در lhc

شتاب دهند? lhc که در نزدیکی شهر ژنو در مرز بین دو کشور سوئیس و فرانسه قرار دارد، هم اکنون بزرگ ترین برخورددهنده در سطح جهان محسوب می شود که قادر است دو بیم پروتونی را با انرژی مرکز جرم چندین ترا الکترون ولت به هم بتاباند. جستجو به دنبال ذر? هیگز، اندازه گیری دقیق جرم کوارک تاپ، تحقیق محدود? صحت تئوری مدل استاندارد با استفاده از تائید و یا عدم تائید تئوری های فراتر از مدل استاندارد مانند نظری? ابرتقارن تنها بخشی از سوالاتی است که lhc به دنبال پاسخی برای ان است. در این میان، مطالع? ویژگی های کوارک تاپ به عنوان سنگین ترین ذر? بنیادی شناخته شده در طبیعت، از اهمیت چشم گیری برخوردار است. کوارک تاپ که در سال ???? میلادی توسط شتاب دهند? تواترون در ازمایشگاه فرمی واقع در ایالات متحد? امریکا کشف شد، مهر تائیدی دیگر بر پیش گویی نظری? مدل استاندارد مبنی بر وجود جفت فرمیونی برای کوارک باتوم بود. بدین ترتیب، کوارک تاپ کشف شد تا تکمیل کنند? نسل سوم کوارک ها باشد. با استفاده از داده های جمع ا?وری شده تا به امروز، جرم کوارک تاپ با دقت نسبتاً خوبی اندازه گیری شده است اگر چه کوارک تاپ هم به صورت منفرد و هم به صورت جفت می تواند خلق شود، ولی احتمال تولید یک جفت کوارک تاپ بیشتر است. در محدود? انرژی های مرکز جرم به انداز? کافی بالا، این جفت کوارک تاپ اغلب از هم جوشی یک جفت گلویون به وجود می آید. جت ها در حالت خروجی بسیاری از پراکندگی ها ظاهر می شوند و بنابراین تعیین انرژی دقیق آنها می تواند در کشف فیزیک جدید موثر باشد. در این آنالیز، انرژی جت ها با استفاده از قیود جرم بوزون w و کوارک تاپ که تا دقت بسیار زیادی در دیگر آزمایشگاه های ذرات بنیادی تعیین شده اند، تصحیح می شوند. پراکندگی های نیمه الکترونی از رویدادهای تولید زوج کوارک تاپ ، که در آن یک جفت کوارک تاپ از برخورد دو بیم پروتونی خلق می شوند و در محصولات واپاشی دارای یک الکترون منزوی و حداقل چهار جت بازسازی شده می باشند، در نظر گرفته می شوند. بخش هادرونی پراکندگی که در آن بوزون w به صورت هادرونی واپاشی می کند، کاملا قابل بازسازی است در حالی که بخش لپتونی این برهم کنش، به دلیل حضور نوترینو، قابل بازسازی نیست. بنابراین، با اندازه گیری انرژی جت های بازسازی شده در بخش هادرونی رویدادهای سیگنال، و با اعمال دو قید جرم بوزون w و کوارک تاپ، و مجبور کردن جت ها تا قیود جرم را برآورده کنند، ضرایب تصحیح به مقیاس انرژی جت ها به دست می آیند. اعمال قیود جرم، توسط ابزار برازش کینماتیکی انجام می شود. انرژی جت های نوع سبک l و نوع سنگین b در یک بازه مشخص حول مقدار انرژی اندازه گیری شده اولیه تغییر می کند و قیود جرم به رویداد اعمال می شوند. مکانی که بیشترین احتمال درست بودن فرضیه های جرم را در بر داشته باشد، معرف بهترین نقاط تخمین برای انرژی جت هاست. مقایسه این نقاط بهینه و نقاط اولیه اندازه گیری شده، ضرایب تصحیح را بدست می دهد. نتایج این آنالیز روی داده های شبیه سازی شده معادل با 100 pb-1 گزارش داده شده است. هم خوانی مقادیر ارزیابی شده با مقادیر انتظاری در محدوده عدم قطعیت آماری و سیستماتیک، بیانگر درستی ابزار ارائه شده است. از ماه مارس سال گذشته میلادی، ماشینlhc در حال جمع آوری برخوردهای واقعی پروتون-پروتون در انرژی مرکز جرم 7 تراالکترون-ولت می باشد. تا انتهای سال 2010 میلادی، داده جمع آوری شده توسط آشکار ساز cms، حدود 36 pb-1 بود. این آنالیز، نیز روی این مقدار برخوردهای پروتونی نیز اجرا شده است و نتایج به دست آمده تطابق بسیار خوبی با نتایج حاصل از شبیه سازی دارد.