Littérature scientifique sur le sujet « Fisica dei Collisori »

Al fine di descrivere appropriatamente le osservabili studiate tramite collisori adronici e/o leptonici, risulta cruciale una corretta comprensione delle correzioni non perturbative (che si manifestano come correzioni di potenza), lineari nel rapporto tra una scala di energia non perturbativa e la scala caratteristica del processo. Utilizzando un modello abeliano ricerchiamo tali effetti nella distribuzione in momento trasverso di un bosone Z prodotto con un jet in collisioni adroniche, essendo questa una delle osservabili meglio misurate presso LHC. La presenza delle correzioni non perturbative di cui sopra impedirebbe di raggiungere la precisione sperimentale, anche considerando ordini superiori nello sviluppo perturbativo. Non avendo individuato alcuna correzione di questo tipo tramite tecniche semi numeriche, abbiamo scelto di adottare un approccio più rigoroso dal punto di vista teorico, fornendo una spiegazione attorno al manifestarsi di tali correzioni di potenza. Tale comprensione teorica è stata applicata allo studio delle variabili di shape in annichilazione $e^+e^-$, con particolare attenzione allo studio del C-parametro e del thrust, e ottenendo per tali osservabili una stima delle correzioni non perturbative nella regione dei tre jet per la prima volta. In tale lavoro è stata altresì ottenuta un'espressione fattorizzata per le correzioni non perturbative per alcune osservabili, con un termine dipendente dalla variazione dell'osservabile a seguito dell'emissione di un partone soffice, e un termine costante e universale, proporzionale al cosiddetto Milan factor. Tali osservabili sono ampiamente utilizzate al fine di estrarre valori della costante di interazione forte $\alpha_s$ e costituiscono il contesto ideale al fine di compiere studi di QCD perturbativa. È dunque estremamente importante ottenere stime affidabili delle correzioni non perturbative nell'intera regione di spazio delle fasi rilevante per i fit di $\alpha_s$.
Understanding leading non-perturbative corrections, showing up as linear power corrections, is crucial to properly describe observables both at lepton and hadron colliders. Using an abelian model, we examine these effects for the transverse momentum distribution of a $Z$ boson produced in association with a jet in hadronic collisions, that is one of the cleanest LHC observables, where the presence of leading non-perturbative corrections would spoil the chance to reach the current experimental accuracy, even considering higher orders in the perturbative expansion. As we did not find any such corrections exploiting semi-numerical techniques, we looked for a rigorous field-theoretical derivation of them, and explain under which circumstances linear power corrections can arise. We apply our theoretical understanding to the study of event-shape observables in $e^+e^-$ annihilation, focusing in particular on $C$-parameter and thrust, and obtaining for them an estimate of non-perturbative corrections in the three-jet region for the first time. We also derived a factorisation formula for non-perturbative corrections, with a term describing the change of the shape variable when a soft parton is emitted, and a constant universal factor, proportional to the so-called Milan factor. These observables are routinely used to extract the strong coupling constant $\alpha_s$ and they constitute an environment to test perturbative QCD. It is then extremely important to obtain reliable estimates of non-perturbative corrections in the whole kinematic region relevant for the $\alpha_s$ fits.

In questo lavoro di tesi è presentata la misura con il rivelatore ALICE del flusso triangolare, v3, di pioni, kaoni e protoni prodotti in collisioni PbPb a LHC. Il confronto di v3 con le previsioni di modelli idrodinamici permette di vincolare maggiormente le assunzioni sulle condizioni iniziali del sistema presenti nei diversi modelli ed estrarre una stima maggiormente precisa delle proprietà del mezzo come la viscosità. La misura è effettuata nella regione di pseudorapidità centrale sui dati raccolti da ALICE nel 2010 e 2011 e utilizza una tecnica di identificazione basata sia sulla misura della perdita di energia specifica, con la camera a proiezione temporale (TPC), sia la misura della velocità con il sistema a tempo di volo (TOF). La combinazione di entrambe le tecniche permette di separare le diverse specie in un intervallo esteso di impulsi con elevata efficienza e purezza. Per la misura del piano di reazione è stato utilizzato il rivelatore VZERO che misura la molteplicità delle particelle cariche in una regione di pseudorapidità disgiunta da quella in cui è misurato v3. La misura ottenuta è confrontata con le previsioni di modelli idrodinamici attualmente più utilizzati.

L'obiettivo di questa tesi è la progettazione e lo sviluppo di un simulatore fisico 3D in tempo reale, inteso come studio e applicazione degli aspetti principali che sono alla base di tutti i motori fisici. In particolare si tratteranno, sia dal punto di vista teorico che algoritmico, i temi dell'integrazione delle leggi del moto, della valutazione del tempo di impatto e della risoluzione delle collisioni.

Il presente elaborato riporta una misura della massa del quark top effettuata impiegando dati raccolti tramite il rivelatore CMS a LHC durante il Run del 2016, con energia del centro di massa per le collisioni pp pari a 13 TeV e luminosità integrata di 37.0 fb^(−1). Sono stati studiati i prodotti di decadimento di coppie tt secondo il canale totalmente adronico (all jets) in regime boosted. Tale canale risulta essere caratterizzato dalla presenza di due jet ampi, associati sia al decadimento dei bosoni W che al quark b. Per migliorare la purezza del campione gli eventi candidati sono stati selezionati richiedendo la presenza di quark b in ciascuno di essi. Un'ulteriore richiesta di selezione è stata imposta tramite un'analisi multivariata per aumentare la discriminazione degli eventi di fondo. La misura della massa del quark top è stata ottenuta effettuando un fit di massima verosimiglianza e considerando possibili cause di incertezza sistematica. Il valore finale risulta essere: m_t = 171.9 ± 0.3(stat) ± 1.7(sist) GeV. La misura risulta pertanto consistente con la media mondiale di 173.1 ± 0.6 GeV.

La ricerca del canale raro Ks->gg è stata eseguita con un campione di 2x10^9 decadimenti phi->KsKl collezionati a Dafne, con una luminosità integrata di 1.9fb^-1.I decadimenti del Ks vengono taggati attraverso le interazioni del Kl nel calorimentor elettromagnetico. Constraints cinemantici sono richiesti per ridurre l'iniziale campione di 6x10^5 eventi a 2740 candidati, da cui un segnale corrispondente a 711+/-35 eventi è estratto. Normalizzando il campione con i decadimenti del Ks->2p0 contati nello stesso campione di dati, misuriamo: BR(Ks->gg)=(2.26+/-0.12+/-0.06)x10^-6, in accordo con la predizione O(p^4) della ChPT
We have searched for the decay Ks->gg in a sample of 2x10^9 phi->KsKl decays collected at Dafne, with an integrated luminosity of 1.9fb^-1. Ks are tagged by the Kl interaction in the calorimeter. Two prompt photons must also be detected. Kinematic constraints reduce the initial 6x10^5 events to 2740 candidates, from which a signal of 711+/-35 events is extracted. By normalizing to the Ks->2p0 decays counted in the same sample, we measure: BR(Ks->gg)=(2.26+/-0.12+/-0.06)x10^-6, in agreement with O(p^4) ChPT prediction.