MISURA DI SEN 2 (θ ) W DALL INTERAZIONE. Valentina Zambrano

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1 MISURA DI SEN DA INTERAZIONE N. Valentina Zambrano

2 Correnti Cariche e Correnti Neutre CC: cambia lo stato di carica del vertice d interazione. e u e NC: non cambia lo stato di carica del vertice d interazione. d Z d e e

3 Correnti Cariche Realizziamo gli stati a partire dall isospin e dall ipercarica deboli. + anti e Noto che ± si accoppiano sempre a stati di chiralità levogira: e e anti e dove: e χ =, e: e ± ± = χ γ τ χ + γ γ = e γ e + γ γ 5 5 = e γ e τ τ + = =

4 I debole, con: = χ γ τ χ τ = accoppio il tripletto di I con un singoletto di Y:, dove:. a corrente elettromagnetica si può quindi scrivere: Y = ψγ Yψ Y= ( QI e.m. Y = ψγ Qψ= +

5 Accoppiamenti evogiri e Destrogiri Mettendo insieme le cose apprese Introduco due costanti di accoppiamento, definite per i campi: g e.m. = e D γ e D χ γ χ g' e B, per cui l accoppiamento l è: g' SU = i(g + Y ( U( B, dove: i i, = e inoltre valgono le: ; = = i = = i= + + +

6 da cui: B = A = A Mixing delle correnti da si trova: e.m. Y = + da cui: sen cos B + Z Z cos sen cos sen sen cos = A Z, ora l accoppiamento l è: Y Y i(gsen + g'cos A i(gcos g'sen Z e = gsen = g'cos g' g' tan( θ = θ = arctan( = cos t. g g

7 Z Da: i(gsen Correnti Neutre ponendo Y e.m. = ( e prendendo solo la parte delle Correnti Neutre, ovvero quella che moltiplica Z, si ha: i((gcos + g' cos Ricordando g' = g tan si ha: ig cos + g'sen ( f antif gsen Y A g'sen e.m. Z = NC f f f f (f = u γ (CV CAγ5 u i(g cos ig cos e.m. Z NC Z g'sen Y Z

8 γ (C V C A γ 5? Con quello che abbiamo imparato possiamo scrivere per le NC: ig cos u f γ ( ( γ quindi si trovano: C C Inoltre gli accoppiamenti evogiri e Destrogiri per lo Z sono: g g f V f A D = = 5 I = I = I C C f f V V Qsen f Q sen + C C A A = I u f Z Qsen = Qsen = ig cos u f (γ I γ γ 5 I γ Qsen u f Z

9 ricapitolando Dai risultati trovati possiamo ottenere la tabella per le Correnti Neutre: accoppiamenti e e u d C V C A g +sen +sen g D sen 4 sen sen sen + sen + sen sen

10 CHARM detector (986 Calorimetro + spettrometro in Fe, campo magnetico toroidale. σ(e/e=.487/(e/gev Detector esposto ad un fascio di neutrini NBB, con momento di 6 GeV/c. Fondo di tipo BB. Per eliminare il fondo, dovuto a decadimenti adronici di segno e momento sconosciuti, erano stati posti.5 m di Fe assorbitore proprio all imboccatura del tunnel di decadimento. Neutrini prodotti da decadimenti di pioni e kaoni. Al termine del tunnel di decadimento gli adroni superstiti erano assorbiti da uno scudo di Fe di 85 m. I dati sono stati presi con flussi di neutrino/antineutrino pari a circa /.

11 CERNDHS detector (986 magneti toroidali in Fe+scintillatori e camere a drift. Detector esposto a fascio di neutrini NBB con momento di 6 GeV/c. Background di tipo BB, dovuto a decadimenti adronici di segno e momento sconosciuti. Per ovviare a ciò erano stati posti.5 m di Fe all imboccatura del tunnel di decadimento. Il 9% dei dati con neutrino nello stato iniziale, % con antineutrino. Per distinguere CC da NC veniva osservata la lunghezza dell evento. evento. cut =75+8ln(E shower / GeV, in centimetri di Fe; E shower è l energia della cascata adronica. Per NC: E shower =E h ; E h è l energia degli adroni. Per CC: E shower contiene anche l impulso l (di circa GeV depositato dal muone nei primi.5 m di Fe.

12 sperimentalmente (CHARM Nel grafico (a sono riportati gli eventi NC, mentre in (b quelli CC. Problemi col fondo BB: eventi CC con elettroni catalogati NC.

13 Sezioni d urtod Per un bersaglio isoscalare (#p=#n, considerando solo i quark di valenza la sezione d urto d delle CC, N X è: ( ( x u x + d x [ M (E E ] dy [ = d((e E E ] dx = d( q N dσ [ ] Per le NC, N N, si hanno due accoppiamenti: g (distribuzione isotropa, s= e g D (distribuzione angolare ( y, s = : ' ' [ M (E E dy=d((e ] [ E E ] dx=d(q N e u(x e d(x sono le densità di quark nei nucleoni e le supponiamo uguali in NC e CC. CC dσ x[ u( x +d( x ][ u +d +(y (u +d ] NC D D

14 CHARM detector NC/CC=R =.9, err(r =.. q q Z NC q CC q

15 CERNDHS detector NC/CC=R =.7, err(r =.5 (stat.+. (sist.. Z q q q q NC CC

16 R R NC/CC Dalla tabella delle NC si ricava, integrando su y da a e quindi su t(=e in anti =E in (termine che E /anti =E in in E out da a (termine che è e uguale per NC e CC e che quindi nel rapporto si cancella: = = σ(nc σ(cc σ(nc σ(cc = = E t E t E E t t CC NC CC NC dt dt dt dt CC NC CC NC dy((u dy((u D +d +d D +( y +( y (u (u D +d +d D = = sen sen + sen 7 + sen 9 4 4

17 ancora NC/CC In realtà le equazioni usate sono diverse, esse avranno delle correzioni dovute al mare di antiquark presenti nei nucleoni, questo contributo è: σ r = CC σ CC R = sen sen 9 ( +r ; 4 R = sen + sen ( + r. 5 9

18 risultato di CHARM Il parametro libero sen w si può determinare dalla relazione ricavata per R. Il valore ottenuto per sen w è dunque il seguente: sen w =.56, err(sen w =.5.

19 risultato di CERNDHS Il parametro libero sen w si può determinare dalla relazione ricavata per R. Il valore ottenuto per sen w è il seguente: sen w =.5, err(sen w =.5.

20 cenni su NuTeV (999 Scintillatore+spettrometro toroidale in ferro. fasci purissimi di neutrino ed antineutrino. Neutrini prodotti dal decadimento di pioni e kaoni, generati da protoni di 8 GeV con un bersaglio isoscalare di BeO. Contaminazione di antineutrini in un fascio di neutrini dell /, minore di /5 l altra. l Contaminazioni di neutrini elettronici:.% in un fascio di neutrini muonici e.% in quello di antineutrini. Gli eventi analizzati in questo esperimento sono quelli che depositano un energia pari ad almeno GeV nel detector. In questo modo viene notevolmente ridotto l errore l dovuto agli eventi generati dai Raggi Cosmici. Analisi su un totale di. milioni di neutrini e. milioni di antineutrini con energia di circa 5 GeV.

21 sperimentalmente NuTeV Sopra sono gli eventi CC e sotto quelli NC.

22 ancora cenni su NuTeV (999 Misuro, da un lavoro di Paschos e olfenstein: R =R xr xr anti = =.5 sen, x=r((+r +R /R anti =.56. Poiché x ed r sono entrambi ca..5, significa che R =R anti e quindi la parte in sen 4 w scompare. Il valore sperimentale ottenuto è: sen =.5, err(sen =.9=.9 (stat.+. (sist..