Todo lo que siempre quiso saber sobre α s y nunca se atrevió a preguntar…

Contenido Introducción Las constantes de acoplamiento Análisis visual de datos de altas energías El boson Z Eventos de 2, 3 y más jets Resultados Conclusión

Para una longitud arbitraria S, la constante de estructura fina es la razón de 2 energías: 1.La energía necesaria para traer dos electrones del infinito a una distancia S entre ellos en contra de su repulsión electrostática. 2.La energía de un fotón de longitud de onda: La constante de estructura fina

3 escalas principales de longitud – El radio de Bohr del átomo de hidrogeno – La longitud de onda de Compton – El radio clásico de electrón Física atómica Efectos relativistas Renormalización

3 escalas principales de longitud Si la constante tuviera un diferente valor al que conocemos, la mecánica cuántica no-relativista, la mecánica cuántica relativista y la teoría cuántica de campos tendrían una separación física enorme

El Modelo Estándar de las interacciones predice que la fuerza fuerte (o de color) surge de las fuerzas entre los quarks que constituyen a los hadrones, y la fuerza de interacción es determinada por la constante de acoplamiento fuerte α s Si α s << 1, entonces la teoría es débilmente acoplada y es descrita en expansión de la constante de acoplamiento, llamada teoría perturbativa Si α s > 1, entonces la teoría es llamada fuertemente acoplada [teoría hadronica de las interacciones fuertes] y los métodos no-perturbativos son usados La constante de acoplamiento fuerte

El acoplamiento decae logaritmicamente con respecto a la energía Fenómeno de “libertad asintótica” La constante de acoplamiento fuerte

Análisis visual Java Analysis Studio (JAS) + WIRED Visualizador de eventos para mejorar y profundizar el análisis de la reacción (CERN) Librería de utilidades de HEP Independiente de la plataforma Uso de analizadores de eventos (Jet Finders, Event Shape...) Formatos de Vector – Graphics - Export( PDF, PS, JPEG, JAVA…) Posibilidad de crear y compilar un código propio en Java Compatibilidad de datos (Geant 3, ROOT, C++, Glast, BaBar…) Interactividad muy simple

Proyección paralela

Proyección Fish Eye

Proyección  -Z

Interactividad Barra de herramientas Panel de control Vistas

Rotación, translación y escalamiento

Escogiendo varios tracks Objetos Atributos

Tracks reconstruidos y la energía depositada en los calorímetros encontrada. El número de partículas y la energía visible reconstruidas.

El boson Z…

Que pasa cuando el boson Z es producido? –Decae inmediatamente En que? –En cualquier fermion: e, μ, τ, ν, quarks y neutrinos (invisible) Que se puede medir? La secion eficaz a los estados finales de fermiones, σ(e+e−  ff) Algunas respuestas sobre el boson Z:

Central Tracking E-M Calorimeter Hadronic Calorimeter Inner Muon Magnet Outer Muon e  jet  noise

Como se ve el decaimiento: Z  e+e−

Z   +  -

Z   +  − (e − + jet)

Z  Hadrones (par de quark-antiquark)

Los quarks y gluones no son observados como objetos libres, pero se manifiestan a si mismos en forma de jets

Decayimiento del Z en jets Los quarks irradian quantos de campo (gluones) cuya probabilidad de radiacion es ~ α s (Q 2 ) / π Se obtiene un evento de 3-jets representado como “gluon bremsstrahlung ” ~ 2 jets, O (α S )

Resultados N(3)= 294 N(had)=868 La seccion eficaz total es proporcional a la suma de 2 y 3 jets… La constante de acoplamiento se determina contando los eventos de 2 y 3 jets

Signal cone Isolation cone Pero como identificar los eventos de 2, 3 y más jets hadronicos?..

JADE Algorithm Is less than ? Move i to list of jets Any left? No Yes Merge i+j Para cada cluster…

Resultados Datos de DELPHI y OPAL (1998) alrededor del polo Z 868 decaimientos hadronicos 123 decaimientos leptonicos Buscador de jets - JADE WWW

Resultados

Mediciones de LEP

Conclusión De una muestra de 868 decaimientos hadronicos del boson Z, la constante de acoplamiento fuerte fue determinada de los decaimientos hadronicos del boson Z Usando analisis visual y Usando el programa JADE

Bibliografia Hands on Particle Physics cs/physics_hoc.htm cs/physics_hoc.htm WIRED JAS sldnt.slac.stanford.edu/snowmass/