Yüksek-ışınlıklı ve yüksek-enerjili büyük hadron çarpıştırıcılarında spin-1/2 uyarılmış kuarkin iki-jet son durumunda araştırılması
A search for spin-1/2 excited quark with dijet final state at high-luminosity and high-energy large hadron colliders
- Tez No: 656628
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF OĞUZHAN GÜNAYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Higgs bozonunun bulunması ile tamamlanan Standart Model (SM), madde-karşıt madde asimetrisi, karanlık madde, karanlık enerji, hiyerarşi sorunu, fermiyonik ailelerin tekrarlanması ve nötrino salınımları gibi hala açıklayamadığı bir çok soru vardır. Standart Model Ötesi (SMÖ) teoriler bu sorulara çözüm üretme amacındadır ve bunlardan biri de preonik modeller bir başka deyişle kompozitliktir. Kompozitlikle ilgili, CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda araştırmalar yapılmaktadır. Bu çarpıştırıcıdaki CMS ve ATLAS deneylerindeki fizikçiler, kompozitliğin doğrudan bir ispatını ortaya koyması beklenen uyarılmış kuarkın keşfine yönelik büyük bir gayret içerisidedirler. Son olarak, 13 TeV'lik kütle merkezi enerjisi ve 140 fb^−1 toplam ışınlık değeri ile uyarılmış kuark iki-jet son durumu için 6.7 TeV'lik deneysel bir dışarlama limiti getirilmiştir. BHÇ'daki bu deneyler 2023 yılının sonuna doğru veri alımının sonuna gelecektir. Bu aşamadan sonra CERN'de devreye sokulması planlanan iki yeni çarpıştırıcı projesi vardır. Bunlar, sırasıyla, 14 TeV kütle merkezi enerji ve yıllık toplam 350 fb^−1 ışınlık değeri ile Yüksek Işınlıklı-Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (YI-BHÇ) ve 27 TeV kütle merkezi enerjisi ve yıllık toplam 750 fb^−1 ışınlık değeri ile Yüksek Enerjili-Büyük Hadron Çarpıştırıcısıdır (YE-BHÇ). Bu çarpıştırıcılardan ilki için 2020'lerin sonundan itibaren 10 yıllık, ikincisi için ise 2030'lu yılların sonundan itibaren 20 yıllık bir çalışma süresi öngörülmektedir. Her iki çarpıştırıcının da SMÖ teorilerin testinde önemli bir rol oynaması kaçınılmazdır. Haliyle uyarılmış kuarkların araştırılmasını daha ileri bir seviyeye çekecekleri de aşikardır. Bu çalışmada, her iki çarpıştırıcının temel parametreleri kullanılarak uyarılmış kuarkın iki-jet son durumundaki ulaşılabilir kütle sınırları ve kompozitlik ölçeği muhtemel aralığı, keşif (5σ), gözlem (3σ) ve dışarlama (2σ) değerlerinin CalcHEP simülasyon programı ile hesaplanması ile belirlenmiştir. YI-BHÇ'nda 10 yıllık YE-BHÇ'nda 20 yıllık çalışma sürelerinin sonunda, kompozitlik ölçeği değerinin uyarılmış kuarkın kütlesine eşit alındığı durumda, uyarılmış kuarkın iki-jet son durumdaki keşif, gözlem ve dışarlama sınırları sırasıyla 8.1, 8.4 ve 8.7 TeV ve 14.8, 15.5 ve 16 TeV olarak hesaplanmıştır. Yine bu çarpıştırcılardaki kompozitlik ölçeği taramasında bu parametrenin sırasıyla yaklaşık 9 ile 95 TeV ve 11 ile 3200 TeV aralığında bulunabileceği hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
There are many questions that the Standard Model, complete with the discovery of the Higgs boson, still cannot explain such as matter-antimatter asymmetry, dark matter, dark energy, the problem of hierarchy, repetition of fermionic families, neutrino oscillations, and so on. Beyond the Standard Model (BSM) theories aim to solve these questions and one of them is preonic models, in other words, compositeness. Physicists in the CMS and ATLAS experiments at CERN are in a great effort towards the discovery of the excited quark, which is supposed to provide direct proof of compositeness. An experimental exclusion limit of 6.7 TeV was introduced for the excited quark with di-jet final state with a center of mass energy of 14 TeV and an integrated luminosity value of 140 fb^−1 , ultimately. These experiments in the LHC will come to the end of data acquisition towards the end of 2023. After this phase, there are two new collider projects planned to be constructed at CERN. These are the High Luminosity-Large Hadron Collider (HL-LHC) with a 14 TeV center of mass energy and an integrated luminosity value of 350 fb^−1 per year and the High Energy-Large Hadron Collider (HE-LHC) with a 27 TeV center of mass energy and an integrated luminosity value of 750 fb^−1 per year. For the first of these colliders, a 10-year operating period is envisaged from the end of the 2020s, and for the second, a 20-year operating period from the end of the 2030s. It is inevitable that both colliders play an important role in testing BSM theories, and it is obvious that they will further the search for excited quarks. In this study, the attainable mass limits and compositeness scale probable range of the excited quark with the di-jet final state using the fundamental parameters of both colliders, in a manner of discovery (5σ), observation (3σ), and exclusion (2σ) values calculated by CalcHEP simulation program. At the end of 10 years for HL-LHC and 20 years for HE-LHC, when the composite scale value is taken equal to the mass of the excited quark, the discovery, observation, and exclusion limits of the excited quark with the di-jet final state are calculated as 8.1, 8.4 and 8.7 TeV and 14.8, 15.5 and 16 TeV, respectively. Again, in the search of the compositeness scale in these colliders, it has been calculated that this parameter can be found in the range of approximately 9 to 95 TeV and 11 to 3200 TeV, respectively.
Benzer Tezler
- FCC-pp çarpıştırıcılarında vektör benzeri leptonların aranma potansiyeli
Search potential of FCC-pp collider for vector like leptons
OSMAN EMRE DELİALİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALEH SULTANOV
- CERN large hadron collider compact muon solenoid hadronic calorimeter upgrade works
CERN büyük hadron çarpıştırıcısı kompakt muon solenoidi hadron kalorimetresi yükseltme işleri
SERHAT ATAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KEREM CANKOÇAK
- W bozon ve üst kuarka bozunan vektör benzeri kuarkların tek üretimlerinin atlas dedektöründe araştırılması
Searching for single production of vectorlike quarks decaying into W boson and top quark in atlas detector
ALİ CAN CANBAY
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ÇAKIR
- Skaler bozon aracılığıyla üst kuarkın çeşni değiştiren yüksüz akım etkileşmelerinin araştırılması
Investigation of flavor changing neutral current interactions of top quark through scalar boson
ÖZGÜN MUSTAFA ÖZŞİMŞEK
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ ULUSOY
DOÇ. DR. VOLKAN ARI
- FCC-hh'de egzotik vektör benzeri Y kuarkin çift üretimi
Pair production of exotic vektor like Y quark at the FCC-hh
ŞEYMA BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN ÇETİNKAYA