Прецизионное измерение массы топ-кварка в эксперименте DO тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.23 ВАК РФ

щ

1НЕР

И Ф В

э

Государственный научный центр Российской Федерации -

Институт физики высоких энергий

Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

На правах рукописи 2014-5

Разумов Иван Александрович

Прецизионное измерение массы топ-кварка в эксперименте Т>0

01.04.23 — физика высоких энергий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Протвино 2014

2 8 АВГ 2014

005551954

005551954

М-24

УДК 539.1.07

Работа выполнена в ФГБУ ГНЦ ИФВЭ НИЦ «Курчатовский институт» (г. Протвино).

Научный руководитель - академик РАН, доктор физико-математических наук С.П. Денисов.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Семенов Сергей Владимирович (ФГБУ ГНЦ РФ - ИТЭФ НИЦ «Курчатовский институт» им. А.И. Алиханова (г. Москва)), кандидат физико-математических наук Сомов Сергей Всеволодович (Кафедра экспериментальной ядерной физики и космофизики, Националь-нь1й исследовательский ядерный университет «МИФИ»).

Ведущая организация — НИИЯФ МГУ им. Д.В.Скобельцина, г.'Москва

; Защита диссертации состоится "_"_2014 г.

. в___часов на заседании диссертационного совета Д 201.004.01

при ФГБУ ГНЦ ИФВЭ НИЦ «Курчатовский институт» по адресу: 142281, Московская область, г. Протвино, площадь Науки, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ ГНЦ ;. ИФВЭ НИЦ "Курчатовский институт" .

: Автореферат разослан "_"_2014 г.

: Ученый секретарь диссертационного совета Д 201.004.01 Ю. Г. Рябов

(с) Государственный научный центр Российской Федерации -Институт физики высоких энергий НИЦ «Курчатовский институт», 2014

Общая характеристика работы Актуальность работы.

Открытие топ-кварка в 1995 году подтвердило существование шести кварков в трёх поколениях фермионов, предсказанных Стандартной моделью (СМ) взаимодействия элементарных частиц. Из-за большой массы топ-кварка mt время его жизни (~3 х 10-25с) много меньше характерного времени адронизации кварков. Поэтому в эксперименте непосредственно измеряются характеристики топ-кварка, в том числе его масса. Большая масса топ-кварка, соответствующая коэффициенту взаимодействия Юкавы с бозоном Хиггса, равному едини-це(в пределах погрешности измерения) позволяет предположить особую роль топ-кварка в нарушении электрослабой симметрии. Неудивительно, что измерения массы топ-кварка привлекают повышенное внимание. Значение mt используется для проверки самосогласованности Стандартной модели, а также для получения ограничений на параметры расширений СМ.

Среднемировая статистическая ошибка значения mt составляет 0.4%, и точность измерения массы i-кварка определяется, в основном, систематическими погрешностями, наибольший вклад в которые дают неопределённости в калибровке энергии струй и моделировании образования ¿¿-пар методом Монте-Карло. Представленные в диссертации результаты измерения mt выполнены при энергии yfs = 1.96 ТэВ в системе центра масс с использованием статистики рр столкновений, набранной на установке D0 ускорителя Тэватрон в лаборатории имени Ферми (США) в ходе сеанса Run II и соответствующей интегральной светимости 9.7 фб-1. В данной работе рассматриваются только события tt —» W+W~bb с распадом одного из W-бозонов по каналу W tvi, а другого — по каналу W —> qq'. Распады четырёх кварков (bbqq') приводят к образованию адронных

струй. Такой канал распада называется полулептонным (¿^^б) и характеризуется наличием одного изолированного энергичного электрона или мюона из распада Ж ¿и, дисбалансом поперечного импульса от вылетевшего нейтрино и четырьмя или более струями от эволюции двух Ъ-кварков и двух других кварков из распада \¥ -> qcj'.

Практическая ценность работы

Полученный результат по массе топ-кварка может быть использован при планировании экспериментов на ЬНС, связанных с рождением ¿-кварка, а также для проверки современных теоретических моделей элементарных частиц. Прецизионное измерение значения массы гпг существенно для планирования экспериментов на будущих коллайдерах высоких энергий.

Целью диссертационной работы является определение величины массы топ-кварка с использованием статистики 9.7 фб-1, набранной в рр-соударениях на установке Б0.

Научная новизна

Это измерение является продолжением предыдущего [1], выполненного на статистике, соответствующей интегральной светимости 3.6 фб-1, в котором было получено значение массы топ-кварка, равное 174.94 ± 1.14(стат) ± 0.96(сист) ГэВ/с2. Помимо увеличения выборки данных, приведшей к уменьшению статистической составляющей ошибки, была улучшена оценка некоторых компонентов систематический погрешности за счёт использования улучшенной калибровки детектора и последних результатов в области моделирования процессов с участием й.

Полученное в диссертационной работе значение массы топ-кварка является наиболее точным измерением в одном эксперименте (по состоянию на апрель 2014 года). Погрешность этого измерения равна погрешности среднемирового значения массы топ-кварка.

Личный вклад автора

Автор принимал участие на всех стадиях эксперимента: от набора статистики, где автор отвечал за систему приёма данных и контроля их качества, а также за работу калориметров и мюонной системы, до анализа и обработки экспериментальных данных.

В рамках данного анализа автором, в частности, были получены

новые значения диапазона изменения параметра ас Монте-Карло генератора аьрсбы, регулирующего излучение из начального и конечного состояний, необходимого для описания поведения излучения в данных. Это позволило снизить вклад этой ошибки в результат измерения с 0.26 ГэВ/с2 до 0.09 ГэВ/с2

Также были исследованы способы ускорения численного интегрирования методом Монте-Карло, а именно применение квазислучайных чисел вместо псевдослучайных, что позволило ускорить вычисления на два порядка. Это, в свою очередь, дало возможность использовать выборки большего объёма для проведения ансамблевого тестирования, и, как следствие, сократить величины соответствующих систематических ошибок.

При участии автора было проведено исследование влияния различных моделей адронизации и сопутствующих событий, а также моделирования рекомбинации цвета на измеряемую массу.

Публикации.

Основные результаты по теме диссертации изложены в 4 печатных изданиях [1,2,5,6], две из них — статьи в рецензируемом журнале, включенном в список ВАК.

Структура и объём диссертации.

Диссертационная работа изложена на 87 страницах и состоит из введения, трёх глав и заключения. Работа включает в себя 33 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 76 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении изложены актуальность работы, её цели, новизна и практическая ценность.

В первой главе диссертации дало описание установки Б0 (§§1.1 - 1.7). В §1.8 описана триггерная система установки.

Установка Б0— это многоцелевой детектор, разработанный для изучения протон-антипротонных столкновений с энергией 2.0 ТэВ в системе центра масс на коллайдере Тэватрон в лаборатории имени : Ферми. "Установка состоит из нескольких субдетекторов и охватывает почти полный телесный угол вокруг точки столкновения. На рис. 1 показана схема установки. Ближе всего к точке столкновений находится центральная трековая система, задача которой состоит в определении траекторий и. импульсов заряженных частиц, образующихся в ^взаимодействиях. Она находится в соленоидаль-^ ном магнитном поле с индукцией 2 Тл. За соленоидом расположены сцинтилляционный предливневый детектор для определения вершины электромагнитного ливня и адронный и электромагнитный калориметры, позволяющие измерять энергию частиц. Внешним слоем является детектор, предназначенный для регистрации и идентификации мюонов.

: . Каждую секунду в установке Б0 происходит около 2.5 миллиона рр взаимодействий, что, с учётом среднего размера одного события порядка 250 Кбайт, даёт поток информации около 600 Гбайт/сек. Запись такого объёма данных представляет сложную задачу. Но это • и не нужно делать, так как только малая часть событий глубоко-неупругого рассеяния представляет основной интерес. Для отбора таких событий и предназначена триггерная система.

В эксперименте Б0 используется трёхуровневый триггер. Каж-; дый последующий уровень имеет больше времени на принятие решения, чем предыдущий, что позволяет использовать в нём более сложные алгоритмы обработки.

Первый уровень триггера (И) — полностью аппаратный, это обеспечивает высокую быстроту принятия решений. Каждый триггер первого уровня обрабатывает данные с соответствующего субдетек-

Muon Tracking, Detectors

Central г Tracking

Muon

Caionmeter TriggerN A Detectors

SOUTH

F i t Low Beta Ound.

LSSs

Electronics

meters

Рис. 1: Схема установки D0 (вид сбоку).

тора, а затем собирает результат и передаёт его в LI framework (L1FW). L1FW принимает решение о дальнейшей судьбе события -продолжить его анализ или перейти к следующему. Триггер L1 позволяет уменьшить поток событий в 1000 раз — с 2.5 МГц до примерно 2.5 кГц.

Если событие принято триггером L1, оно оцифровывается и сохраняется в одном из 16 буферов триггера второго уровня (L2). Затем кинематика события восстанавливается с большей точностью путём комбинирования данных с различных субдетекторов. Триггер второго уровня также аппаратный, он уменьшает скорость счёта до ~ 1 кГц.

Триггер третьего уровня (L3) — программный, выполняется на • «ферме» компьютеров под управлением ОС Linux. Каждое событие частично восстанавливается на одном из узлов «фермы», который принимает решение о записи события на ленту для последующей offline-обработки. В выработке решения могут использоваться сложные переменные, например, недостающая поперечная энергия или вероятность Ь-мечения. L3 уменьшает поток событий примерно в 20 раз до уровня 50 Гц.

Вторая глава содержит описание данных, использованных в этой диссертации, методов и результатов их анализа. . , В §2.1 приведён краткий обзор физики топ-кварка. В §2.1.1 приведено кратное описание стандартной модели — современного способа описания взаимодействия элементарных частиц. §§2.1.2 и 2.1.3 посвящены процессам рождения и распада топ-кварка, а в §2.1.4 рассмотрен смысл термина <масса топ-кварка».

В настоящее время считается, что все физические явления, наблюдаемые в природе, происходят благодаря электромагнитным, сильным, слабым и гравитационным взаимодействиям. Стандартная модель (СМ), которая широко используется в настоящее время в физике высоких энергий, описывает три из этих четырёх взаимодействий (она не включает в себя гравитацию).

В соответствии со Стандартной моделью мир состоит из частиц вещества и переносчиков взаимодействий также являющихся частицами. Все частицы вещества являются фермионами, обладающими

спином 1/2, а переносчики взаимодействий — бозонами с целыми значениями спина. Кроме того, частицы вещества можно разделить на кварки и лептоны, которые дополнительно разделяются на три разные семейства (или поколения).

Открытый в 1995 году в экспериментах на Тэватроне топ-кварк — последний элемент семейства кварков, необходимый для завершения Стандартной модели.

Метод матричного элемента, использованного в этой работе для определения массы топ-кварка mt и поправочного коэффициента энергии струй (jet energy scale, JES) к,jes-, рассмотрен в §2.2.1.

Для вычисления mt используется полная информация о кинематике события, а также техника правдоподобия, основанная на вычислении плотностей вероятности из матричных элементов процессов, дающих вклад в наблюдаемые события.

Если предположить, что происходят только два независимых процесса (рождение tt и W+jets), то выражение для плотности вероятности события может быть записано в следующем виде:

-Fevt = Жх) [/-Fsig (x; mt, kJES) + (l-/)ft,kg(x;fcjBs)],

где наблюдаемая доля сигнала /, mt и общий коэффициент JES к jes — параметры, определяемые из данных. Здесь х обозначает измеренные импульсы струи и лептона, а А(х) — геометрический аксептанс и эффективность установки. Ps¡g и i"bkg описывают плотности вероятности процессов tt и W + jets соответственно, причём вклад последнего составляет около 11% и 21% соответственно для каналов e+jets и ¿í+jets.

В общем случае набор измеряемых переменных х не идентичен набору партонных переменных у в силу конечности разрешения детектора и эффектов адронизации. Переход от одного к другому описывается передаточной функцией W(x, у, kjss), при этом считается, что углы струи и лептона измерены идеально. Значения Ps¡g и Pbkg вычисляются путём свёртывания дифференциального партон-ного сечения da(y;mt) и И^х, у, к jes) с плотностями вероятностей

партонов в начальном состоянии f(qi), где qi — импульсы сталкивающихся партонов, и интегрирования по всем возможным партонным состояниям, приводящим к х:

ps\g = .г 1-- dc7(y' mt)d<lidQ2f(qi)f(q2) х W(x, у; kJEs) •

kjiis) J

' Здесь суммирование под знаком интеграла ведётся по всем возможным. внутренним комбинациям ароматов внутренних партонов, продольные компоненты f(q*) взяты из библиотеки плотностей вероятностей партонов (PDF) CTEQ6L1, а поперечные f{q^v) получены из моделирования с использованием Монте-Карло генератора pythia. Множитель o"g^p(mt, fcj^s), определённый как ожидаемое значение сечения, обеспечивает нормировку выражения A(x)Psig на единицу. Дифференциальное сечение dcr(y,mi), входящее в выражение для ,FSig, вычисляется с помощью матричного элемента процесса qq —> tt в главном порядке. Интегрирование ведётся по массам t- и i-кварков, W+ и W~ бозонов, энергии лептона и доле энергии Eq/(Eq + Eq), уносимой одним из кварков, рождённых в распаде W —» q<f. Каждому из 24 возможных способов установления соответствия струй . и партонов назначается вес, равный нормированному произведению эффективностей Ь-мечения соответствующих пар струя-партон.

Для вычисления 10-мерного интеграла применялся метод квази Монте-Карло, отличающийся от традиционного использованием квазислучайных чисел (последовательностей с низкой дисперсией) ; вместо псевдослучайных чисел. Это позволило ускорить вычисления примерно в 10 раз.

г ; Кроме того, в этом параграфе оценены вероятности фоновых и сигнальных событий, а также приведены результаты калибровки метода. Калибровка метода (§2.2.2), проводимая с помощью ансамблей псевдоэкспериментов, позволяет обнаружить и исправить систематическое смещение величин и их ошибок, связанное с неточностью метода и другими приближениями.

В §2.3 описаны критерии отбора событий, а также освещена генерация сигнальных и фоновых событий методом Монте-Карло.

В предположении унитарности матрицы СКМ, топ-кварк почти всегда распадается на Ь-кварк и ТУ-бозон, образующие конечное состояние W+W~bb. Для анализа, проведённого в диссератционной работе, отбирались события распада пары tt на лептон и струи (£+jets), где один W-бозон распадается в лептонном канале, а другой в ад-ронном. Под лептоном здесь понимается электрон или мюон, в том числе от лептонного распада т.

Для анализа отбирались события, содержащие ровно один изолированный электрон или мюон с большим поперечным импульсом Рт > 20 ГэВ/с и псевдобыстротой l^l < 1.1 или \т]\ < 2, соответственно, ровно с четырьмя струями с рт > 20 ГэВ/с и \rj\ < 2.5. Ведущая струя при этом должна обладать рт > 40 ГэВ/с. В событии также должен наблюдаться значительный дисбаланс поперечного импульса фт > 20 ГэВ/с от незарегистрированного нейтрино. Для восстановления струй применялся алгоритм конуса с параметром R (радиус конуса), равным 0.5. Энергии струй корректировались на уровне партонов с использованием калибровок, полученных из выборок событий фотон+струя и струя+струя. Эти калибровки корректно учитывают различие в отклике детектора на струи от глюонов, ¿ькварков и лёгких (и, d, с, й)-кварков. Вклады от многоструйных КХД-событий подавляются требованием Аф(е,фт) > 2.2-0.045-^г или Аф(ц,Фт) > 2.1-0.035-^г {fa измерялось в ГэВ/с). События /л-Ь jets с неверно измеренным импульсом мюона отбрасываются обрезаниями fa < 250 ГэВ/с, тп? < 250 ГэВ/с2, а также условиями на значимость кривизны трека мюона С = \ ■

Такие события составили около 3% выборки /i+jets событий.

Для дальнейшего сокращения доли фоновых событий одна из струй должна быть помечена мультивариативным алгоритмом как возможно порождённая ¿»-кварком. Эффективность мечения составляет около 65% для 6-струй, а вероятность ошибочного мечения струи от лёгкого (и-,с/-,5-) кварка или глюона — около 10%.

С,

а

muon

muon

< —70. + 25.465 • Аф([1,фт)

< —8.76 + 4.38 ■ Аф([л,фт).

: Для моделирования событий были подготовлены четыре выборки, соответствующие периодам набора данных Runlla, Runllbl, RunIIb2 и комбинации RunIIb3 и RunIIb4. Такое разделение позволило учесть различия в условиях работы и эффективности отдельных детекторов. Кроме того, для более реалистичного моделирования фона (pile-up) на сгенерированные события накладывались «минимально смещённые» (minimum bias) события1, полученные в соответствующих периодах. К Монте-Карло событиям применялись те же критерии качества и целостности событий, как и к экспериментальным данным. Повторные Монте-Карло события, то есть события, на которые были наложены одни и те же минимально смещённые события, удалялись.

Фоновые процессы PF+jets2 и Z+jets моделировались связкой из двух программ: alpgen, использовавшейся для моделирования древесного матричного элемента с точностью до нескольких порядков по as в зависимости от процесса, и pythia, для моделирования развития ливня и процессов адронизации с использованием схемы MLM, позволяющей устанавливать соответствие между партонами и восстановленными струями и предотвращающей двойной счёт конфигураций партонных событий. Процессы рождения пар калибровочных ; бозонов (W+W, W+Z, Z+Z) моделировались программой pythia, а одиночное рождение ¿-кварка — связкой СотрНЕР и pythia. Для последнего процесса значение массы топ-кварка было выбрано равным 172.5 ГэВ/с2.

Моделирование сигнала проводилось генератором alpgen, позволяющего в связке с программой pythia моделировать древесный

■ матричный элемент с точностью до четвёртого порядка по as- Для

■ устранения двойного счёта использовалась схема MLM.

; Все генераторы, кроме СотрНЕР, использовали набор функций плотности вероятности распределения партонов (PDF) CTEQ6L1. Для программы СотрНЕР использовался набор CTEQ6M, так как

Минимально смещённые события — события, зарегистрированные с минимальным набором триггеров

2Под «Ж+jets» понимается совместное рождение И^-бозона и лёгкой кварко-вой струи, а также события W + с, W 4- сс, и W + Ы>.

этот генератор работает в следующем за главным (NLO) порядке теории возмущений.

Для моделирования отклика детектора сгенерированные события пропускались через систему моделирования детектора Géant, после чего они восстанавливались так же, как и набранные события.

В §2.4 дан краткий обзор источников систематической погрешности и приведены оценки вкладов этих источников. Один из этих источников, а именно — моделирование излучения из начального (ISR) и конечного состояний (FSR) — подробно рассмотрен в §2.5.

Вклады индивидуальных источников в общую погрешность измерения приведены в таблице 1. Ошибки, являющиеся односторонними, или в которых доминирует односторонний компонент, приведены со знаком, обозначающим сдвиг значения mt при использовании альтернативной модели. Ошибки, являющиеся двусторонними, или в которых доминирует двусторонний компонент, обозначены знаком

В силу экспериментальных трудностей и ограниченности статистики прямое использование tt событий для изучения эффектов излучения и начального (ISR) и конечного (FSR) состояний на Тэва-троне невозможно. Поэтому был использован другой подход, основанный на использовании событий Z —> П. На Тэватроне доминирующим механизмом рождения tt пар является кварк-антикварковая аннигиляция. Поэтому ISR, в основном, связано с излучением глю-она кварком и может быть описано функцией расщепления Pq^qg. Партоны в конечном состоянии процесса рождения tt пары на древесном уровне также являются кварками, поэтому FSR будет описываться той же функцией Pq-+qg. Рождение Z-бозонов на Тэватроне также в основном происходит через кварк-антикварковую аннигиляцию, поэтому можно использовать измерение ISR в событиях Z —> il для установки ограничений на функцию Pq->qg, что в свою очередь позволит оценить влияние ISR и FSR на результат измерения массы топ-кварка.

Этот подход, впервые предложенный в работе [3], был улучшен путём использования переменной ф* («угол между лептонами» — см. ниже) [4], обладающей большей чувствительностью к исследуемому

Таблица 1: Основные источники систематических погрешностей мерения массы топ-кварка.

Источник Ошибка,

ГэВ/с2

Моделирование сигнала и фона:

Эффекты старших порядков -0.15

ISR/FSR ±0.09

Адронизация и UE -0.26

Рекомбинация цвета -0.10

Множественные взаимодействия рр -0.06

Поправка для тяжёлых ароматов ±0.06

Моделирование Ь-струй +0.09

Выбор PDF ±0.11

Моделирование детектора:

Остаточный JES ±0.21

Различие отклика на струи в данных и МС ±0.16

Эффективность Ь-мечения ±0.10

Триггер ±0.01

Коррекция импульса лептона ±0.01

Разрешение по энергии струи ±0.07

Эффективность идентификации струй -0.01

Метод:

Моделирование событий с высокой

множественностью струй +0.04

Доля сигнала ±0.08

Калибровка Монте-Карло ±0.07

Суммарная систематическая погрешность 0.49

Суммарная статистическая погрешность 0.58

Суммарная погрешность 0.76

эффекту, чем традиционно используемый поперечный импульс пары лептонов рт^, и измерения дифференциального сечения процесса Z —> И с учётом конечного разрешения детектора, полученного в работе [4] с использованием 7.3 фб-1 данных. В отличие от первого измерения [3], эта стратегия позволила проводить прямое сравнение сгенерированных событий с данными.

В результате применения описанных выше подходов было достигнуто сокращение соответствующей систематической ошибки почти в три раза — с 0.26 ГэВ до 0.09 ГэВ.

Наконец, в §2.6 получено значение массы топ-кварка, проведено сравнение полученного результата с другими измерениями, а также оценены систематические погрешности.

Используя данные, соответствующие интегральной светимости 9.7 фб-1, набранные экспериментом DO в ходе сеанса Runll на кол-лайдере Тэватрон, было получено следующее значение массы топ-кварка:

mt = 174.98 ± 0.58 (стат + JES) ± 0.49 (сист) ГэВ /с2 , или mt = 174.98 ±0.76 ГэВ/с2.

На рисунке 2 показаны распределения двумерных правдоподобий £(mt, kjEs)-

Полученное значение можно сравнить со среднемировым значением, полученным в марте 2014 года путём комбинации результатов экспериментов ATLAS, CDF, CMS и D0:

mt = 173.34 ± 0.76 ГэВ/с2.

Эти результаты имеют одинаковую точность и согласуются на уро-вене 1.7 стандартных отклонения.

</> 1 07 г ш 1С

1.06 :

00 9.7

т,ор = 174.98 ± 0.58 веУ kJES = 1.025 ± 0.005

...................I .

172 173 174 175 176 177 178

» 1.07 ш £

1.06 1.05

172 173 174 175 176 177 178 ^ор(ееУ)

?71

| 00 9.7 <Ь"1 т|ор = 174.36 ± 0.84 веЧ К0ЕЗ = 1.025 ±0.007

:■ - За

" ' \ Ь пШ ГШЧХ-

г • V. □ 4=1044-

7 , 1,,,, а Л • ----1,, , ■. 1 :. . •. 1:. . \

172 173 174 175 176 177 178

Рис. 2: Распределения двумерных правдоподобий в координатах {mt,kJEs): общее (сверху) и отдельно для разных конечных состояний (снизу). Эллипсы соответствуют уровням доверия 1,2,3 а СЬ в предположении, что погрешности распределены по гауссу. Типичное значение корреляции между т4 и кзЕэ равно -70%.

В заключении подведены результаты диссертационной работы.

Диссертационная работа посвящена измерению массы топ-кварка в событиях распада пары tt на i+jets с одновременной калибровкой энергии струи. Автор принимал участие на всех стадиях эксперимента: от набора статистики, где автор отвечал за систему приёма данных и контроля их качества, а также за работу калориметров и мюонной системы, до анализа и обработки экспериментальных данных.

В рамках данного анализа автором, в частности, были получены новые значения диапазона изменения параметра ktf ас Монте-Карло генератора alpgen, регулирующего излучение из начального и конечного состояний, необходимого для описания поведения излучения в данных. Это позволило снизить вклад этой ошибки в результат измерения с 0.26 ГэВ/с2 до 0.09 ГэВ/с2

Также были исследованы способы ускорения численного интегрирования методом Монте-Карло, а именно применение квазислучайных чисел вместо псевдослучайных. Это позволило ускорить вычисления на два порядка и, в свою очередь, дало возможность использовать выборки большего объёма для проведения ансамблевого тестирования, и, как следствие, сократить величины соответствующих систематических ошибок.

При участии автора было проведено исследование влияния различных моделей адронизации и сопутствующих событий, а также моделирования рекомбинации цвета на измеряемую массу.

Используя данные, набранные экспериментом DO в ходе сеанса Runll на коллайдере Тэватрон и соответствующие интегральной светимости 9.7 фб-1, было получено следующее значение массы топ-кварка:

тгн = 174.98 ± 0.58 (стат + JES) ± 0.49 (сист) ГэВ/с2 , или mt = 174.98 ± 0.76 ГэВ/с2.

Представленный результат имеет одинаковую точность со среднемировым значением экспериментов ATLAS, CDF, CMS и D0 [7], полученным в марте 2014 года. В предположении отсутствия корреляции между результатами и рассматривая только статистическую

составляющую погрешности этого измерения и полную погрешность комбинации измерений, полученный результат согласуется со среднемировым на уровне 1.7 стандартного отклонения.

Список литературы

. [1] Abazov V. М. и др. Precise measurement of the top-quark mass from lepton+jets events at DO // Phys. Rev. D 84, 032004. arXiv:1105.6287 [hep-ex],

[2] Abazov V. M. и др. Precision measurement of the top-quark mass in lepton+jets final states // Phys. Rev. Lett. 2014. Vol. 113. P. 032002. arXiv:1405.1756 [hep-ex].

[3] Kim Y.-K., Yang U.-K. Initial state gluon raditaion studies on Drell-Yan data for top-pair production in hadron collider // Препринт CDF 6804 (2013).

[4] Abazov V. M. и др. Precise study of the Z/7* boson transverse momentum distribution in pp collisions using a novel technique // Phys.Rev.Lett. 2011. Vol. 106. P. 122001. arXiv:1010.0262 [hep-ex],

[5] Oleg Brandt, Gaston Gutierrez, Ivan Razumov, Andrey Schukin, Michael Wang. Measurement of the top quark mass in lepton + jets final states with the matrix element method using 9.7/fb // Препринт DO, 6420 (2014).

[6] Oleg Brandt, Ivan Razumov. Derivation of uncertainties for initial and final state radiation parameters from 7.3/fb of unfolded Z —> ее, цц data // Препринт DO, 6408 (2013).

[7] First combination of Tevatron and LHC measurements of the top-quark mass // The ATLAS, CDF, CMS, DO Collaborations.

/ arXiv:1403.4427[hep-ex]

Рукопись поступила 4 августа 2014 года.

Автореферат отпечатан с оригинала-макета, подготовленного автором. И.А. Разумов.

Прецизионное измерение массы топ-кварка в эксперименте БО. Оригинал-макет подготовлен с помощью системы ЖГцХ.

Подписано к печати 04.08.2014. Формат 60 х 84/16.

Цифровал печать. Печ.л. 1,25. Уч.-изд.л. 1,63. Тираж 100. Заказ 11. Индекс 3649.

ФГБУ ГНЦ ИФВЭ НИЦ «Курчатовский институт»

142281, Московская область, город Протвино, площадь Науки, дом 1

www.ihep.ru; библиотека http://web.ihep.su/library/pubs/all-w.htm

Индекс 3649

АВТОРЕФЕРАТ 2014-5, ФГБУ ГНЦ ИФВЭ НИЦ "Курчатовский институт", 2014