TESI di DOTTORATO e di LAUREA  

ATLAS

Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Milano - Sez. Fisica delle Particelle Elementari

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare


Dott. Clara Troncon

I temi di ricerca proposti per tesi specialistiche o triennali sono:

L'elevata sezione d'urto di produzione di quark top a LHC (con circa 10 milioni di eventi ttbar prodotti in un anno di attivita' alla luminosita' di 10**33 cm-2) permetterà di raccogliere, fin dai primi giorni di presa dati, una statistica di alcuni ordini di grandezza superiore a quella fino ad allora accumulata al Tevatron. Sarà quindi possibile misurare le proprietà del quark top con precisione molto maggiore di quanto possibile oggi. In particolare ciò sarà vero per la massa del top che svolge un ruolo importante in molte previsioni teoriche.
La fisica del top potrebbe anche essere la prima finestra per la scoperta di "nuova" fisica. Altri studi possibili saranno infatti : le correlazioni di spin ttbar, per studiare l'accopiamento anomalo e la violazione di CP; l'accoppiamento di Yukawa top quark - Bosone di Higgs; la ricerca di eventuali risonanze pesanti che decadono in ttbar (sensibilita' fino a 3 TeV); lo studio di decadimenti rari del quark top (FCNC - Flavour Changing Neutral Currents).
Inoltre lo studio dettagliato dei tre diversi meccanismi con cui il quark top viene prodotto singolarmente a LHC fornira' una grande quantita' di informazioni, incluse la misura di precisione dell'elemento Vtb della matrice CKM, la polarizzazione del W e del top e la ricerca di accoppiamenti anomali.
[Ref 1, 2].

Le teorie supersimmetriche prevedono l'esistenza di numerose particelle mai osservate, che dovrebbero essere prodotte in abbondanza dal nuovo acceleratore LHC, che iniziera' la sua attivita'nel 2007. La piu' leggera (e l'unica stabile) di queste particelle, il neutralino , si pensa possa costituire la materia oscura , che è responsabile del 90% della massa dell'universo ma non emette nessuna radiazione elettromagnetica.[Ref 1].

L' LHC permettera' studi di QCD, inclusi tests e misure di precisione, in una regione cinematica ancora inesplorata. Particolare interesse riveste lo studio delle PDF (parton distribution function) del protone e la misura della costante di accoppiamento forte a scala molto elevata.
La comprensione dettagliata della QCD e' importante per quasi tutti i processi fisici che saranno studiati a LHC, perche' i meccanismi di produzione sono per lo piu' controllati dalla QCD.
[Ref 1].

L'osservazione sperimentale di uno o piu' bosoni di Higgs sara' fondamentale per una migliore comprensione del meccanismo di rottura della simmetria elettrodebole. Sulla base delle presenti conoscenze teoriche, il settore di Higgs nel Modello Standard rimane vincolato solo debolmente, ma i vincoli attuali dalle correzioni radiative elettrodeboli suggeriscono che la regione a bassi valori della massa sara' particolarmente interessante.
Nelle teorie supersimmetriche, il settore di Higgs e' esteso a contenere almeno due doppietti di campi scalari. Nella versione minimale (modello MSSM), ci sono 5 particelle di Higgs fisiche: due (h e H) a CP-pari, uno (A) a CP-dispari e due carichi (H+-). Le previsione teoriche suggeriscono che il bosone di Higgs scalare neutro piu' leggero, h, abbia una massa < 150 GeV.
[Ref 1].


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