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PublicouHeitor Da Rosa Alterado mais de 10 anos atrás
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High Energy Phenomenology Group, GFPAE IF – UFRGS, Porto Alegre
Produção de quarks em processos de Corrente Neutra utilizando o formalismo de dipolos * Mairon Melo Machado High Energy Phenomenology Group, GFPAE IF – UFRGS, Porto Alegre * In collaboration with M. B. Gay Ducati and M. V. T. Machado Mairon Machado
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Outline Colisões neutrino-próton Formalismo dos dipolos de cor
Processos de corrente neutra Funções de estrutura Cálculo da seção de choque O Experimento NuSOnG Resultados e conclusões Mairon Machado
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Motivações Interação de neutrinos altamente energéticos com hádrons testam a QCD Usual para a compreensão das propriedades partônicas da estrutura do hádron Combinações dos dados de espalhamento neutrino e antineutrino são usados para determinar as funções de estrutura Função de estrutura F2 é uma distribuição singleto Fenomenologia usando modelos de saturação no modelo de dipolos veificou muito bem os dados de pequeno-x Novo (2008) experimento NuSOnG irá obter uma estatística de dados para espalhamentos de neutrinos altamente energéticos Mairon Machado
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Colisão neutrino-nucleon
Z (q) p’j pi M é a massa do nucleon E é a energia do neutrino p e q são os quadri-momenta do bóson e do nucleon pj pk Mairon Machado
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Seção de choque neutrino-nucleon
GF é a constante de Fermi GeV-2 Mi é a massa do bóson F2, FL e F3 são as funções de estrutura Mairon Machado
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Dipolos ’s são as funções de onda dos bósons
z é a fração de momentum do quark e (1-z) é the momentum fraction of the antiquark 1 and 2 are the helicity of the quarks (1/2 or -1/2) r is the transversal size of the dipole dip is parametrized and fitted to the experiment .
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Funções de estrutura sin 2 θW = 0.23120 Chiral coupling
K0,1 são as funções de McDonald Mairon Machado
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Distribuição de quarks
Gluon emite um par quark-antiquark alterando a distribuição de quarks no nucleon Estes são os chamados sea quarks Conteúdo de quarks dado pela soma dos quarks de mar e valência Mairon Machado
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Seção de choque de dipolos
Golec-Biernat-Wusthoff (GBW) Iancu-Itakura-Munier (IIM) , 0 = 23 mb, ~ 0.288, x0 ~ m, mf = 0.14 GeV Y=ln(1/x), BCGC = 5.5 GeV-2
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Interação neutrino-núcleo
Seção de choque para bósons transversalmente ou longitudinalmente polarizados é uma extensão da seção de choque neutrino-próton para o caso nuclear, através do formalismo de Glauber Gribov Perfil nuclear TA (b) b é o parâmetro de impacto n(r) é a densidade de matéria nuclear normalizada como
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Funções de estrutura para x fixo
Dependência na virtualidade para ambos os modelos Pequeno desvio para grande Q2 Quarks (d,s) dominantes sobre u Acoplamentos eletrofracos Contribuição de charme 13% Mairon Machado
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Q2 fixo com o modelo b-CGC
Dependência aproximadamente como uma potência que cresce em Q2 λ(Q2=1 GeV2) ~ 0.12 λ(Q2=M2Z) ~ 0.224 Comportamento anormal no limit Q2 e grande x Mairon Machado
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Q2 fixo com o modelo GBW model
Estimar a incerteza do ponto de vista teórico Modelo GBW não inclui a evolução da QCD na seção de choque de dipolos Similar ao modelo b-CGC FL possui distinção para Q2=M2Z Desvio em FL é maior no modelo b-CGC do que no modelo GBW Mairon Machado
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O experimento NuSOnG Mairon Machado
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Proposta NuSOnG (Neutrino Scattering on Glass) é um experimento que consiste de quatro detectores composto por segmentos extremamente sensíveis de calorímetros e um epectrômetro do múon 3500 toneladas Rodar dados em um programa de alvo fixo do Tevatron (NuTeV) 5x1019 protons alvo/ano gerará, em 5 anos, 100 vezes mais dados que os experimentos atuais Processos puramente fracos poderão ser medidos pela primeira vez Mairon Machado
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Procura por novas partículas e interações Estudos precisos de QCD
O que irá fazer? Física eletrofraca Procura por novas partículas e interações Estudos precisos de QCD Difere do LHC porque o estado final (neutrino) é impossível de ser medido em tal experimento, o que será claro de ser verificado no NuSOnG Descoberta de física além do modelo padrão Violação de sabor leptônico Novas partículas, novas interações Determinar as funções de estrutura em um intervalo maior de x e Q2 Medidas de quarks de mar Efeitos nucleares Violação de isospin Mairon Machado
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LHC x NuSOnG LHC Revelar a natureza da quebra de simetria eletrofraca
Encontro do Higgs irá melhorar a teoria eletrofraca Dados eletrofracos precisos, incluindo espalhamento de neutrinos, irão ser uma poderosa ferramenta para compreensão da física além do modelo padrão Influências diretas no setor eletrofraco NuSOnG Sensitividade para experimentos com neutrinos melhor que qualquer outro experimento Medidas irão fornecer acesso a modelos de novas interações que não podem ser verificados em HERA e LHC (ILC) Mairon Machado
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Parâmetros de Peskin-Takeuchi (1990)
Conjunto de três quantidades medidas (S, T, U) que parametrizam o potencial decontribuição de uma teoria / experimento para nova física Sendo nulo, com uma determinada massa de Higgs, temos o modelo padrão S diferença entre o número de férmions de mão-esquerda e o número de férmions de mão-direita, os quais carregam isospin T violação de isospin, ou basicamente, a diferença entre as correções a função de polarização no vácuo dos bósons Z e W Ambos são afetados pela massa do Higgs U contribuições muito pequenas (operador 8D) Mairon Machado
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Alcance Mairon Machado
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192 m Mairon Machado
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Parâmetros do NuSOnG Mairon Machado
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Mairon Machado
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Taxas de eventos Neutrinos (5x1019 protons)
Antineutrinos (1.5x1020 protons) Mairon Machado
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Próximos passos Além de estudo com vidro, existe a possibilidade de futuros experimentos com C, Al, Fe e Pb Submisão ao Fermilab de setembro de 2007 Aprovação março de 2008 2 ou 3 anos para testar o detector Construção ou 4 anos Tomada de dados iniciará em 2015 Custo ??? Mairon Machado
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Funções de estutura charmosa NC
Q2 x F2 F2 F3 F3 Mairon Machado
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Resultados para a seção de choque de corrente neutra
Contribuição de quarks de mar domina na região de altas energias Energy (GeV) σcharm (cm2) σCharm/ σTotal 27 5,4 x 10-40 0,027 154 1,9 x 10-38 0,135 1000 7,1 x 10-37 0,154 10000 3,0 x 10-35 0,193 100000 3,3 x 10-34 0,225 Interação neutrino-próton Mairon Machado
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Resultados para a seção de choque em Corrente Neutra
Energy (GeV) σcharm (cm2) σCharm/ σTotal 27 6,56 x 10-44 3,25 x 10-3 154 2,33 x 10-42 1,04 x 10-2 108 5,8 x 10-33 0,25 109 1,4 x 10-33 0.41 0.23 fb Interação neutrino-núcleo Mairon Machado
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Conclusões Análises de espalhamento em corrente neutra na região de pequeno-x foi realizada considerando o formalismo de dipolos de cor Funções de estrutura F2 e FL são investigadas Emprego de duas parametrizações fenomenológicas para a seção de choque de dipolos descreve bem os dados Predições diferentes para a região de pequeno-x Continuar a investigação NuSOnG Cálculo da contribuição de quark charm para a seção de choque consistente com resultados experimentais atuais Mairon Machado
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Referências GAY DUCATI, M. B., M. M. M., MACHADO, M. V. T. – PLB 644 (2007) 340; ROBERTS, R. G., “The structure of the proton”, Cambridge University Press (1993); GOLEC-BIERNAT, K; WUSTHOFF, M. PRD 60, (1998); IANCU, ITAKURA, MUNIER, .PLB 590, 199 (2004); WATT, G. KOWALSKI, H. PRD 78 (2008) KWIECINSKI, J. et al. PRD 59 (1999) NIKOLAEV, N. N. ZAKHAROV, B. G., Z. Phys. C49 (1991) TZANOV, M. et al. PRD 74 (2006)
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