1. FENOMENOLOGIJA SKALARNIH
LEPTOKVARKOVA
ZAVRŠNI – MAGISTARSKI RAD
Sarajevo, juni 2013. godine
Mentor:
doc.dr. Ilja Doršner
Student:
Emina Džaferović

2. • HIPOTETSKE ČESTICE

3. • FILOZOFSKA DISCIPLINA
• suština leptokvarkova
• osobine leptokvarkova
• nastanak i raspad leptokvarkova
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

5. Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

7. • BOZONI
– cjelobrojan spin
– međudjelovanje između fermiona
• SKALARNI – spin 0
• VEKTORSKI – spin 1
• Međudjelovanje između leptona i kvarkova
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

8. KVANTNI BROJEVI
• Vrijednosti sačuvanih veličina u dinamici kvantnog
sistema
• Čestica  Kvantno stanje
• Spin
• Leptonski broj  L=1 za sve leptone
• Barionski broj  B=1/3 za sve kvarkove
• Električni naboj
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

11. Koji vode ka protonskom raspadu Koji ne vode ka protonskom raspadu
SU(3) SU(2) U(1) SU(3) SU(2) U(1)
3 1 1/3 3 2 1/6
3 3 1/3 3 2 7/6
3 1 4/3
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

12. RASPAD PROTONA
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova
• Leptokvarkovi dovoljno lagani
• Dovoljno jako međudjelovanje sa leptonima i kvarkovima
• Amplituda vjerovatnoće obrnuto proporcionalna vremenu života protona

13. λ = λ‘
MS (GeV)
τ > 1.3 × 1034 godina τ > 1.1 × 1034 godina
1 > 4.6 × 1015 > 4.4 × 1015
10-3 > 4.6 × 1012 > 4.4 × 1012
10-6 > 4.6 × 109 > 4.4 × 109
DONJA GRANICA ZA MASU LEPTOKVARKOVA
Konstanta koja određuje brzinu raspada protona:
GLQ
2 =
𝝀𝝀′
𝑴 𝟒
𝑳𝑸
≲ 𝟏𝟎−𝟔𝟎
𝐆𝐞𝐕- 4
E2 = m2 ili λ i λ‘ su jako male
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

14. PROIZVODNJA LEPTOKVARKOVA
• Proizvodnja para leptokvarkova
• Proizvodnja pojedinačnih leptokvarkova
• Hadronski nivo --- protoni
• Partonski nivo --- kvarkovi i gluoni
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

16. PROCES PROIZVODNJE POJEDINAČNIH
LEPTOKVARKOVA
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

17. PROCES PROIZVODNJE PARA LEPTOKVARKOVA
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

18. PROIZVODNJA PARA LEPTOKVARKOVA
• TEVATRON
– 1983. – 2011.
– Ubrzavanje protona – antiprotona
• LHC
– Najveći svjetski ubrzivač čestica
– Testiranje predviđanja različitih teorija fizike
elementarnih česica i fizike visokih energija
– Ubrzavanje protona-protona
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

21. Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

23. • Predviđanja za očekivani broj leptokvarkova u LHC-u
2014. godine
• 𝑠 = 14 TeV
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova
SUŠTINA
• Numerička analiza – Wolfram Mathematica 8.0

25.  Provjera koda za Tevatron
• Totalni poprečni presjek
• Različite mase leptokvarkova
 Usporedba sa:
 M. Krämer (RAL), T. Plehn (DESY), M. Spira
(CERN), P. M. Zerwas (DESY), Pair production of scalar
leptoquarks at the Tevatron (1997) arXiv:hep-
ph/9704322
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

32. PROCES PROIZVODNJE PARA LEPTOKVARKOVA
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

35. • Leptokvarkovi ---> hipotetske čestice
• Matematička formulacija i izvedba
• Numerička analiza procesa nastanka leptokvarkova
• Tevatron i LHC
• > 60000
Fenomenologija skalarnih leptokvarkova

36. Fenomenologija skalarnih leptokvarkova