Podrobno

Iskanje $CP$-lihe Yukawine sklopitve leptona tau na trkalnikih v procesu $\gamma \gamma \to \bar{\tau}\tau h$
ID Belcer, Andrej (Avtor), ID Košnik, Nejc (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu, ID Smolkovič, Aleks (Komentor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (4,45 MB)
MD5: 77D73CBED8E98BC5BB23E26DCA16D744

Izvleček
Standardni model fizike delcev kljub izjemni uspešnosti ne pojasni nekaterih ključnih opazovanj, kot so izvor asimetrije med snovjo in antisnovjo v vesolju ter narava temne snovi in temne energije. Ena od vodilnih strategij za iskanje nove fizike temelji na preciznih meritvah procesov, kjer bi odstopanja od teoretičnih napovedi Standardnega modela lahko signalizirala prisotnost novih, težjih delcev. Vpliv teh delcev pri nižjih energijah sistematično opišemo z efektivno teorijo polja (SMEFT). Posebej obetavno je iskanje kršitev simetrij, ki so v Standardnem modelu ohranjene, saj bi vsak izmerjen signal neposredno kazal na novo fiziko. V magistrskem delu smo predlagali metodo za iskanje hipotetične psevdoskalarne sklopitve med tau leptonom in Higgsovim bozonom. Za testiranje metode smo obravnavali proces $\gamma \gamma \rightarrow \bar{\tau} \left( \rightarrow \pi^+ \pi^0 \bar{\nu}_\tau \right) \tau \left( \rightarrow \pi^- \pi^0 \nu_\tau \right) h$. Sistematično smo sestavili nabor kinematičnih opazljivk, ki so hkrati $CP$- in $P$-lihe. Njihovo odvisnost od sklopitvenega parametra smo modelirali s prilagajanjem funkcij na podatke, pridobljene s simulacijami v programu MadGraph. Analiza je pokazala, da imajo posamezne opazljivke nizko statistično moč, vendar njihova kombinacija v večrazsežni analizi omogoča visoko občutljivost na iskani parameter. Obravnavali smo pričakovane rezultate na mionskem trkalniku, ki je predviden do leta 2050. Čeprav ima metoda relativno visoko statistično občutljivost, smo z grobo oceno ugotovili, da je pričakovano število dogodkov za izbrani proces na bodočem trkalniku premajhno za izvedljivo meritev. Kljub temu je razviti metodološki okvir splošno uporaben in prenosljiv na druge, bolj obetavne procese pri iskanju nove fizike preko kršitve simetrije $CP$.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:kršitev $CP$, psevdoskalarna sklopitev, tau lepton, Higgsov bozon, $CP$-lihe kinematične opazljivke, večrazsežna analiza
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FMF - Fakulteta za matematiko in fiziko
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-173702 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:251489795 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:20.09.2025
Število ogledov:119
Število prenosov:29
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Searching for a $CP$-odd Yukawa coupling of the tau lepton at colliders in the process $\gamma \gamma \to \bar{\tau}\tau h$
Izvleček:
Despite its remarkable success, the Standard Model of particle physics does not explain several key observations, such as the origin of the matter-antimatter asymmetry in the universe and the nature of dark matter and dark energy. One of the leading strategies for discovering new physics is based on precision measurements of processes where deviations from the Standard Model's theoretical predictions could signal the presence of new, heavier particles. The influence of these particles at lower energies is systematically described by an effective field theory (SMEFT). The search for violations of symmetries that are conserved in the Standard Model is particularly promising, as any measured signal would be a direct indication of new physics. In this master's thesis, we proposed a method for searching for a hypothetical pseudoscalar coupling between the tau lepton and the Higgs boson. To test the method, we consider the process $\gamma \gamma \rightarrow \bar{\tau} \left( \rightarrow \pi^+ \pi^0 \bar{\nu}_\tau \right) \tau \left( \rightarrow \pi^- \pi^0 \nu_\tau \right) h$. We systematically constructed a set of kinematic observables that are simultaneously $CP$-odd and $P$-odd. Their dependence on the coupling parameter was modeled by fitting functions to data obtained from simulations in MadGraph. The analysis showed that individual observables have low statistical power, but their combination in a multivariate analysis enables high sensitivity to the sought parameter. We considered the expected results at a future muon collider, planned for operation by 2050. Although the method exhibits relatively high statistical sensitivity, a rough estimate indicated that the expected number of events for the chosen process at the future collider is too small for a feasible measurement. Nevertheless, the developed methodological framework is generally applicable and transferable to other, more promising processes in the search for new physics through $CP$ symmetry violation.

Ključne besede:$CP$ violation, pseudoscalar coupling, tau lepton, Higgs boson, $CP$-odd kinematic observables, multivariate analysis

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj