УДК 539.1.07
М-24
Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук В.Н. Бо-
лотов, доктор физико-математических наук С.С. Герштейн, доктор физико-математических наук В.Д. Кекелидзе .
Ведущая организация - Институт теоретической и экспериментальной физики (г. Москва).
Защита диссертации состоится “_____________________________________ 1997 г. в
________ часов на заседании диссертационного совета Д034.02.01 при Институте
физики высоких энергий (142284, г.Протвино Московской обл.).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФВЭ.
Диссертация разослана к_________” 1997 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д034.02.01 Ю.Г. Рябов
РОССИЙСКАЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ
БИБЛИОТЕКА
© Государственный научный центр Российской Федерации Институт физики высоких энергий, 1997
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
Важным компонентом практически любого исследования на установке DELPHI .ной из четырёх установок, действующих на большом электрон-позитронном кол-ійдере (LEP) Европейского центра ядсрных исследований (CERN), является изме-:ние интегральной светимости. Для определения параметров Z-бозона необходимо мерять светимость с точностью ~ .1%. С этой целью в ИФВЭ был создан иреци-онный детектор светимости — электромагнитный калориметр в области малых •лов STIC.
Для успешного осуществления экспериментальной программы исследований •.тановка должна иметь высокую эффективность регистрации различных частиц в частности мюонов. Для обеспечения высокой эффективности мюонного тригге-I и его надёжности в состав установки был включён передний мюонный годоскоп, здакный в ИФВЭ.
После обнаружения t-кварка в опытах на рр-коллайдере FNAL бозон Хиггса •ляегся последней, ещё не обнаруженной фундаментальной частицей в стандартні модели (СМ). Поиск этой частицы имеет принципиальное значение для про-•рки СМ и её обобщений, например для минимальной суперсимметричной стан іртной модели (МССМ). LEP является идеальным прибором для поиска бозона иггса с точки зрения фоновой ситуации и ожидаемого числа событий.
Цель диссертационной работы
• Поиск бозона Хиггса в диапазоне масс 0-60 ГэВ/с2.
• Создание детектора светимости(электромагнитного калориметра в области малых углов) и мюонного годоскопа для установки DELPHI.
. ториметра новой конструкции.
КНИГА ИМЕЕТ г
2. Мюонный годоскоп установки DELPHI, его применение в триггере, методику измерения параметров годоскопа. и их контроля в условиях реального эксперимента.
3. Результаты поиска бозона Хиггса в области масс 0-60 ГэВ/с2.
Научная новизна и практическая ценность. Создан электромагнитный калориметр нового типа, измерены его характеристики. Разработана методика его использования для прецизионного измерения интегральной светимости.
Создана система мюонного триггера на базе сцинтилляционного годоскопа большой площади. Разработана методика измерений параметров годоскопа в условиях реального эксперимента. Разработана методика использования мюонного годоскопа для калибровки детекторов DELPHI.
Впервые проведен поиск бозона Хиггса в широком диапазоне масс, как в контексте стандартной модели, так и в ее минимальном суперсимметричном расширении.
Апробация работы и публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 научных работ. Основные результаты, использованные в диссертации, опубликованы в виде препринтов ИФВЭ и CERN, в журналах “Nuclear Physics", “Zeitschrift für Physik”, “Nuclear Instruments & Methods”, “IEEE Transactions of Nuclear Science” [HJj. Они докладывались на международных конференциях, семинарах ИФВЭ, ИТЭФ.
Структура диссертации. Работа изложена на 38 страницах, состоит из введения, четырёх глав и заключения, содержит 23 рисунка. 2 таблицы и список цитируемой литературы, включающий 13 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе рассмотрена постановка эксперимента на встречных е+е~-пучках при энергии в с.ц.м. ~ 90 ГэВ/с2 в области пика Z-бозона, описана установка DELPHI, на которой и для которой были выполнены работы, вошедшие в диссертацию.
Цикл работы Большого электрон-иозитронного коллайдера (LEP) включает (см. рис.1):
• Ускорение первичных электронов, рождение и ускорение позитронов до энергии 300 МэВ в линейном инжекторе (LIL).
• Накопление электронов и позитронов при энергии 500 МэВ в кольце электрон-иозитронного аккумулятора (ЕРА).
• Транспортировку пучков в кольцо протонного синхротрона (PS), ускорение до 3,5 ГэВ.
• Транспортировку пучков из PS в SPS с дальнейшим ускорением до 22 ГэВ.
• Инжекцию в кольцо LEP с последующим ускорением до энергии ~ 45 ГэВ.
2
1учки электронов и позитронов сгруппированы в 4 (8) банчей (ток ~ 1 мА/банч.) и сересекаются в четырёх промежутках, где расположены экспериментальные установки. Типичное время жизни пучков ~ 8 часов. Светимость ~ 1031см“2с_1.
CERN Accelerators
ЄІССІГОІМ
паї positrons protons •— antiprotons Pb ions
P
LEP: Large Electron Position collider SPS: Super Proton Synchrotron AAC: Antiproton Accumulator Complex ISOLDE; Isotope Separator OnLinc DEvicc PSB: Proton Synchrotron Booster PS: Proton Synchrotron
LPI: Lep Pre-Injector EPA: Electron Positron Accumulator LIL: Lep Injector Linac LINAC: I.INcar Accelerator LEAR: Low Energy Antiproton Ring
Rudolf LEY. PS Division. CERN. 02.09.96
Рис. 1. Схема ускорительного комплекса LEP.
з
Forward СЬмпЬсг л
Barrel Moon Chambers
Forward RICH
Barrel Hadioii Calorimeter
fwward Oumbcr В
Seintillators
Forward F.M Calorimeter
Superconducting Coil
Hjth Density Projection Clumber / Outer Detector
Forward Hadron Calorimeter
Forward Hodoscope \ Forward Muon Chambers
“V
Surround Muon Chambers \
Barrel RICH
Small Angle Tik Calorimeter
adrupolc
Very Small Angle Tagger
\ Vertex Detector
Njaner Detector
DELPHI
,Timc fYofcction Chamber
Рис. 2. Обший вид установки DELPHI.
- Київ+380960830922