Algunos aspectos teóricos sobre producción de quark top Juan Santiago Cortés Gonzalez Grupo de Física de Altas Energías, Universidad de los Andes 2011.

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1 Algunos aspectos teóricos sobre producción de quark top Juan Santiago Cortés Gonzalez Grupo de Física de Altas Energías, Universidad de los Andes 2011

2 Índice Características del quark top Colisiones electrón – positrón Protón – antiprotón ◦ Diagrama dominante Protón – proton ◦ Producción top – antitop vía gluones Conclusiones y expectativas

3 Características del quark top Fermión perteneciente a la 3ra familia de Quarks (t,b). Introducido para explicar violación CP en kaones. Detectado en TeVatron (D0) a E = 1.96 TeV: Carga2e/3 Masa (GeV)171,2 Canal principalW b Sección eficaz (1,96 TeV)7 pb Probabilidad85% Tiempo de vida media0,5x10 -24 s

4 Características del quark top (II) Masa en reposo muy grande. ◦ Imposible de hadronizar. ◦ Varios canales de decaimiento.  Nuevas partículas. Detección en D0: ◦ Producción de pares (QCD).  Proceso dominante. ◦ Producción de “single top” (EW)  Baja probabilidad.  Presencia de una asimetría “forward-backward”. Sección eficaz2,2 pb Probabilidad0,0094%

5 Colisiones electrón - positrón Masa en reposo del Z = 91.1876 GeV ◦ Insuficiente para producción de t’s

6 Protón - antiprotón Diagrama dominante: Colisión quark – antiquark solamente ◦ Sin tener en cuenta composición de (anti) protones. Amplitud asociada:

7 Protón - protón Diagrama dominante: Amplitud asociada:

8 Protón – protón (II)

9 Protón – antiprotón (sección eficaz)

10 Conclusiones y expectativas La escala de energía obliga a considerar una constante de acople efectiva en la teoría. ◦ Secciones eficaces con valores más apropiadas. Cálculo hecho a 1er orden ◦ Mejoramiento: considerar órdenes superiores, factores de forma de partículas Producción de jets a partir de procesos electrodébiles: ◦ Considerar como posible fuente para física más allá del modelo standard (SuSy, otras partículas)

11 Bibliografía 1. Review of Particle Physics, Phys. Lett. B, volumen 667 (2008). 2. P. Pascual, R. Tarrach, “QCD: Renormalization for the practicioner”, Springer – Verlag (1984). 3. F. Halzen, A. D. Martin, “Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics”, John Wiley & Sons (1984). 4. N. Kidonakis, arXiv: 1109.3231v1 [hep-ph].