Projekti / Programi
Meritev absolutnega razvejitvenega razmerja leptonskih razpadov mezonov D(s) in razpadne konstante f_D(s)
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.06 |
Naravoslovje |
Fizika |
Eksperimentalna fizika osnovnih delcev |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P210 |
Naravoslovno-matematične vede |
Fizika osnovnih delcev, kvantna teorija polja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
Fizika hadronov s kvarki c, leptonski in semileptonski razpadi, izračuni QCD na mreži
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
25620 |
dr. Anže Zupanc |
Fizika |
Vodja |
2011 - 2013 |
0 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
18 |
Povzetek
V okviru projekta bodo izvedene meritve razpadnih konstant mezonov D in Ds, f_D in f_Ds, z meritvami absolutnih razvejitvenih razmerij leptonskih razpadov mezonov D v končno stanje mu nu_mu in mezonov Ds v mu nu_mu in tau nu_tau. Meritve bodo izvedene na vzorcu podatkov, ki ustreza integrirani luminoznosti 1020 fb^-1, zbranih z detektorjem Belle pri trkalniku elektronov in pozitronov KEKB v Tsukubi na Japonskem. V prvem koraku meritve bomo z rekonstrukcijo preostanka dogodka v reakcijah tipa e+e- › cc › DKXD(s)*, kjer D(s)* razpade v D in nevtralni pion ali Ds in foton, pridobili inkluziven vzorec mezonov D(s). D predstavlja hadron sestavljen iz kvarka c, K nevtralni ali nabiti kaon in X poljubno število pionov, proizvedenih v procesu fragmentacije. Sistem DKX je popolnoma rekonstruiran. Izbrani dogodki predstavljajo inkluziven vzorec, ki ga lahko uporabimo za normalizacijo, saj na tej stopnji za razpadne produkte mezonov D(s) niso postavljene še nobene zahteve. Šele v drugem koraku bomo zahtevali, da je v detektorju zaznan dodaten mion (ali razpadni produkti leptona tau), ter tako izmerili absolutno razvejitveno razmerje leptonskih razpadov mezonov D in Ds. Vrednosti razpadnih konstant mezonov D in Ds lahko določimo z meritvami razvejitvenih razmerij leptonskih razpadov, saj so ti kvadratno odvisni od razpadnih konstant. Izmerjene vrednosti razpadnih konstant mezonov D(s) lahko nato primerjamo z natančnimi teoretičnimi napovedmi v okviru Standardnega modela osnovnih delcev in interakcij med njimi. Trenutno so vse obstoječe meritve razpadne konstante f_Ds nad napovedjo najnatančnejšega teoretičnega izračuna, a natančnost meritev ni dovolj dobra, da bi lahko govorili o neujemanju. Natančnejše meritve razpadne konstante f_Ds so torej vsekakor potrebne, saj bodo omogočile strožje postopke preskušanja napovedi Standardnega modela. Če se neujemanje med meritvami in teoretičnimi pričakovanji tudi z natančnejšimi meritvami ne razreši, potem ti rezultati lahko nakazujejo obstoj delcev in procesov, ki niso vključeni v Standardni model, kot so dubleti Higgsovih bozonov ali leptokvarki. Svetovno povprečje razpadne konstante mezonov D trenutno določa praktično ena sama meritev, opravljena pri eksperimentu Cleo-c, ki se ujema s teoretičnimi napovedmi v okviru napak. Pomembno je, da potrdimo rezultat obstoječe meritve v drugačnem okolju in z drugim detektorjem. Predlagana meritev razpadnih konstant mezonov D in Ds bi imela signifikanten vpliv na svetovni povprečji in bi omogočila natančnejše preskušanje Standardnega modela.
Pomen za razvoj znanosti
Pri izvrednotenju fundamentalnih parametrov katerekoli teorije osnovnih delcev in interakcij med njimi potrebujemo izračune kvantne kromodinamike (QCD) na mreži, saj moramo za natančen opis šibke interakcije med kvarki oz. katerekoli druge interakcije, ki vpliva na okus kvarkov, vključiti tudi efekte vezave kvarkov v hadronih. Te izračune je potrebno preveriti z različnimi eksperimentalnimi opazljivkami. Natančno izmerjena vrednost razpadne konstante mezona D_s+ to omogoča. Meritev hkrati tudi dovoljuje oz. postavlja omejitve možnih vrednosti parametrov teoretičnih modelov, ki opisujejo procese in delce izven trenutno preverjenega Standardnega modela osnovnih sil med delci. Izmerjene vrednosti razvejitvenih razmerij hadronskih razpadov mezonov D_s+ ter barionov Lambda_c+ bodo omogočali natančnejše meritve razpadov hadronov s kvarkom b, ki potekajo na velikeh hadronskem trkalniku LHC v Cernu.
Pomen za razvoj Slovenije
Neposredni vpliv osnovnih raziskav na razvoj je težko določiti, a vendar lahko nekatere pri raziskavah uporabljene tehnike in orodja apliciramo tudi izven znanstvenega delovanja. Primera sta dva: računalniške tehnologije Grid in podatkovno rudarjenje. Za uspešno izvedbo projekta smo uporabljali lokalni računalniški center, ki je del virtualne organizacije Belle. Trenutno je omenjeni center v fazi nadgradnje, v center za izrabo tehnologije Grid pri bodočih meritvah z detektorjem Belle II. Pri izvedbi projekta smo uporabili najmodernejše metode podatkovnega rudarjenja, ki se že pogosto uporabljajo v industriji s področja informacijskih tehnologij. Še pomembnejši vpliv ima na razvoj stik z vrhunskimi raziskavami in tehnologijami, kjer se znanje preko pedagoškga procesa v visokem šolstvu prenaša na študente (preko seminarjev, diplomskih, magisterskih nalog ter doktorskih raziskav). Nenazadnje so odlični rezultati raziskav dobra promocija Slovenije ob stiku raziskovalcev na mednarodnih konferencah, v mednarodni raziskovalni skupini Belle, kot preko člankov v mednarodnih revijah.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
