دانلود پایان نامه ارشد : مطالعه مشاهده پذیری رویدادهای تک کوارک تاپ

دانلود پایان نامه

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : فیزیک

گرایش : ذرات بنیادی و انرژی بالا

عنوان : مطالعه مشاهده پذیری رویدادهای تک کوارک تاپ

دانشکده علوم

بخش فیزیک

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته فیزیک-گرایش ذرات بنیادی و انرژی بالا

عنوان:

مطالعه مشاهده پذیری رویدادهای تک کوارک تاپ

توسط:

زینب بزرگ تبار

اساتید راهنما:

دکتر سید محمد زبرجد

دکتر مجید هاشمی

اساتید مشاور:

دکتر فاطمه فلاحتی

دکتر عزیزاله عزیزی

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                             صفحه

فصل اول: مقدمه………………………………………………………………………………………5

فصل دوم: مدل استاندارد و نظریه الکتروضعیف……………………………………………………………………………9

12  مدل استاندارد ……………………………………………………………………………………………………………………………..10

2-2 نظریه الکتروضعیف ……………………………………………………………………………………………………………………….17

3-2 مکانیسم Higgs و ماتریس CKM ……………………………………………………………………………………………..22

4-2 اندازه­گیری عنصر ماتریسی …………………………………………………………………………………………………25  

فصل سوم: تولید کوارک t بصورت زوج و منفرد از دیدگاه نظریه میدان و پدیده شناسی…………26

1-3 تولید زوج کوارک t ……………………………………………………………………………………………27

2-3 تولید تک کوارک t …………………………………………………………………………………………………29

1-2-3  فرآیند کانال t یا گداخت  w-gluon……………………………………………………………………………………….31

2-2-3  فرآیند کانال s ………………………………………………………………………………………………………………………….33

3-2-3  فرآیند  تولید وابسته ………………………………………………………………………………………………………………..36

 فصل چهارم: تک کوارک t در Tevatron و   LHC……………………………………………………………………37

1-1-4  برخورددهنده  Tevatron……………………………………………………………………………………………………….38

2-1-4  برخورددهنده بزرگ هادرونی ( LHC) ………………………………………………………………………………….39

1-2-4  مشاهده تک کوارک t در Tevatron ……………………………………………………………………………………..41

2-2-4  مشاهده تک کوارک t در LHC ……………………………………………………………………………………………..43

3-2-4  سطح مقطع …………………………………………………………………………………………………44

3-4  سطح مقطع تولید تک کوارک t در Tevatron  و LHC …………………………………………………………47 

1-3-4  سطح مقطع تولید تک کوارک t درTevatron  …………………………………………………………………….48

2-3-4  سطح مقطع تولید تک کوارک t درLHC  ……………………………………………………………………………..49

 فصل پنجم: محاسبه سطح مقطع تولید تک کوارک تاپ………………………………………………………….53

1-1-5  محاسبه سطح مقطع پارتونی ………………………………………………………………………………………………….54

2-1-5  سطح مقطع فرآیند  Wb t ………………………………………………………………………………………………..57

3-1-5  قواعد فاینمن برای نظریه الکتروضعیف ………………………………………………………………………………….58

4-1-5  متغیرهای ناوردای مندل استام ………………………………………………………………………………………………59

5-1-5 روابط پایستگی انرژی و تکانه …………………………………………………………………………………………………..60

6-1-5 محاسبه متغیرهای ناوردای مندل استام ………………………………………………………………………………….61

7-1-5   محاسبه دامنه پراکندگی M ………………………………………………………………………………………………….64

8-1-5 محاسبه سطح مقطع دیفرانسیلی در چارچوب مرکز جرم ……………………………………………………67

9-1-5 سطح مقطع کل فرآیند …………………………………………………………………………………………………………….71

10-1-5  نمودارهای موثر در تشکیل فرآیند ……………………………………………………………………………………….73

1-2-5 توابع توزیع پارتونی)  PDF ( …………………………………………………………………………………………………76

2-2-5 بررسی نمودارهای توزیع پارتونی درون پروتون ………………………………………………………………………79

3-2-5 مقدار عددی سطح مقطع کل ………………………………………………………………………………………………….81

4-2-5   بسته LHAPDF ………………………………………………………………………………………………………………..83

فصل ششم: مقایسه نتایج این رساله با نتایج LHC در ……………………………………85

فصل هفتم: فهرست منابع و مراجع……………………………………………………………………………………………….88

پیوست ……………………………………………………………………………………………….91

 

مقدمه

  هدف از فیزیک ذرات بنیادی بحث روی اجزاء بنیادی ماده، انرژی و برهم کنش میان آنهاست. درک   نظری کنونی، در مدل استاندارد[1]  فیزیک ذرات بنیادی خلاصه شده است.­­ این مدل از زمان کشف آن در سال 1960 تا به امروز تمام آزمون های تجربی را با موفقیت گذرانده است. این مدل دو نوع ذره را معرفی می­کند: ذرات ماده و ذرات نیرو: ذرات نیرو مسئول واسطه برهم کنش های بین ذرات ماده هستند. 

   ­در حالی که ماده معمولا تنها شامل الکترون­ها، پروتون­ها و نوترون­هاست ( دو مورد آخر متشکل از کوارک­های [2]d و u[3] هستند) ذرات بنیادی دیگری با آزمایش کشف و یا توسط نظریه پیش بینی شدند. این ذرات صرفا نقشی جزیی در زندگی روزمره بازی می­کنند، در حالی که در چگالی انرژی­های بالای قابل مقایسه با  اولین لحظات پس از انفجار بزرگ نقش مهمی  ایفا می­کنند. برای بدست آوردن این شرایط به تولید ذرات بنیادی در یک محیط کنترل شده نیاز داریم، شتاب­دهنده­های ذراتی که استفاده می­شوند. کوارکt [4] سنگین­ترین ذره بنیادی شناخته شده و آخرین کوارک مدل استاندارد است، و اولین کشف آن در سال 1995 با آزمایش­های  D0  و[5]CDF در Tevatron انجام شد. 

این ذره آخرین کوارک مدل استاندارد بوده و بسیاری از ویژگی­های آن همچنان مورد مطالعه قرار می­گیرد، به عبارت دیگر، فیزیک کوارک t هنوز یک زمینه پژوهشی گسترده محسوب می­شود.

 از آنجایی که این ذره سنگین­ترین ذره بنیادی شناخته شده است، از موقعیت ویژه­ای در مدل استاندارد برخوردار است. در واقع کوارک t ، 40 بار از  شریک ایزواسپین ضعیف خود یعنی b سنگین­تر است و جرم آن قابل مقایسه با مقیاس شکست تقارن الکترو ضعیف است، همچنین جفت شدگی یوکاوا[6] آن با بوزون هیگز[7] نزدیک 1 است.

کشف کوارک t موفقیت بزرگ مدل استاندارد است. مدل استاندارد وجود این ذره را به عنوان شریک ایزواسپین ضعیف برای کوارک b قبلا در زمان کشف آن در1977 پیش بینی کرده بود.

در عوض اندازه­گیری خصوصیات  t محدودیت­های بیشتری را بر سایر ذرات از جمله بوزون هیگز اعمال می­کند. برای مثال، جرم زیاد این ذره سهم­های بزرگی را در حلقه­های مجازی فرمیونی از

تصحیحات تابشی وارد می­کند. به دلیل جرم سنگین کوارک t، در برخورد­دهنده­های ذراتی که به انرژی­های مرکز جرم بالا دست می­یابند تولید این ذره لازم می­شود. انتظار می­رود که برخورد دهنده هادرونی بزرگ (LHC) [8] در CERN، پروتون­ها را با انرژی مرکز جرم TeV 14  برخورد داده و میلیون­ها رویداد t را در سال متعهد شود. چون زمان واپاشی این کوارک از زمان هادرونی شدن آن کوتاه­تر است کوارک t تنها کوارکی است که پیش از هادرونی شدن واپاشی می­کند، بنابر­این طول عمر کوتاه این ذره فرصتی برای مشاهده قطبش آن در تولید فراهم کرده و همچنین می­توان از آن برای بررسی خصوصیات یک کوارک   bareاستفاده نمود. تمام این ویژگی­ها  گویای این می­باشد که کوارک t می­تواند نقش استثنایی در مدل استاندارد داشته باشد.

کوارک t عمدتا از راه برهم­کنش قوی بصورت زوج تولید می­شود. تولید زوج این ذره در برخورد­دهنده­های هادرونی فرآیند غالب است. با این حال در LHC علاوه بر این، تعداد قابل ملاحظه­ای از کوارک­های t از راه برهم­کنش ضعیف به تنهایی تولید می­شوند. مطالعه این کانال  به دلیل حساسیت بالای آن به کشف فیزیک جدید و نیز از آنجایی که تنها کانالی است که اندازه­گیری مستقیم عنصر ماتریسی CKM ، ، را فراهم می­کند بویژه جالب توجه است. تولید تک کوارکt  فرصت بسیار خوبی برای مطالعه برهم­کنش  جریان باردار ضعیف فراهم می­کند. اندازه­گیری سطح مقطع تولید تک کوارک t در Fermilab Tevatron و  (LHC)    CERNطراحی شده است.

در این رساله به بررسی رویدادهای تولید کوارک t از راه کانال t برای محاسبه سطح مقطع تولید آن می­پردازیم. در فصل دوم، خلاصه کوتاهی از مدل استاندارد با حضور کوارک t در این مدل همراه با شرح اهمیت وجایگاه این ذره و نیز نظریه الکتروضعیف ارائه خواهد شد. در فصل سوم، تولید کوارک t به دو صورت تک و زوج از دیدگاه نظریه میدان و پدیده شناسی شرح داده خواهد شد. فصل چهارم شامل بررسی سطح مقطع و روش مشاهده تک کوارک t در Tevatron و LHC خواهد بود. بخش اول فصل پنجم به محاسبه سطح مقطع پارتونی در تولید تک کوارک t پرداخته و در بخش دوم تابع توزیع پارتون­ها اعمال می­شود. فصل ششم به مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج LHC در  می­پردازد.

تعداد صفحه : 90

قیمت : 14700تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ****       shahed.abtini@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***