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Dottorato di Ricerca in Fisica - Università di PaviaAnno Accademico 2014 - 2015
Experimental Particle Physics
Prof. Daniela Rebuzzi email: [email protected] page: http://www2.pv.infn.it/~rebuzzi/http://www-2.unipv.it/dottorati/scienzeetecnologie/fisica/n/web_PhD/
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Sezione d’urto e+e-→γ→μ+μ-
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Running di αs
αS(Q2) per Q2 = 5 GeV e Λ = 200 MeVαS(nf = 4) αS(nf = 5)
LO 0.234 0.255
NLO 0.184 0.206
[Fonte: QCD and Collider PhysicsR.K. Ellis, W.J. Stirling, B.R.Webber]
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Rapporto R
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Rapporto R sul PDG
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
e+e-→hadrons
polo del fotone
10
10 2
10 3
10 4
10 5
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220Centre-of-mass energy (GeV)
Cro
ss-s
ectio
n (p
b)
CESRDORIS
PEPPETRA
TRISTANKEKBPEP-II
SLCLEP I LEP II
Z
W+W-
e+e hadrons
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
JADE Alg: Confini tra regioni a 2 e 3 jet
3 jet
2 jet
y
ydivergenza infrarossa
divergenza collineare x1+x2 = 1
divergenza collineare x1+x2 = 1
regione rossax1+x2 ≥ 1
regionex1+x2 < 1
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Running di αS dalla misura di f3
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Energy dependence of 3 jet productions
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Violazione dello scaling di Bjorken
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Scala di Rinormalizzazione
μR = scala che divide i processi che entrano nel vertice (Q2 > μR) da quelli che sono parte del resto del diagramma (Q2 > μR)• Scala arbitraria che non deve cambiare la fisica• μR entra in gs quindi nel running di αS
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Scala di Fattorizzazione
μF = scala che divide i processi che entrano nella sezione d’urto partonica (Q2 > μF) da quelli che sono invece parte della funzione d’onda adronica ed entrano quindi nelle PDF (Q2 > μF)• Scala arbitraria che non deve cambiare la fisica• μF entra nelle PDF e quindi nel loro running (simile a quello di αS)
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Regioni di x accessibili
x1,2 =√τe±yc.m. yc.m. =
1
2lnx1x2
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Parton Density Functions
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Higgs Production at LHC
[GeV] HM80 100 200 300 400 1000
H+X
) [pb
]
!(p
p "
-210
-110
1
10
210= 8 TeVs
LHC
HIG
GS
XS W
G 2
012
H (NNLO+NNLL QCD + NLO EW)
!pp
qqH (NNLO QCD + NLO EW)
!pp
WH (NNLO QCD + NLO EW)
!pp
ZH (NNLO QCD +NLO EW)
!pp
ttH (NLO QCD)
!pp
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Daniela Rebuzzi Experimental Particle Physics 27-30.04.2015
Cross Section Uncertainties
7 TeV 8 TeVQCD Scale PDF + αs Total QCD Scale PDF + αs Total
ggF +12% −8% ±8% +20% −15% +7% −8% ±8% ±15%VBF ±1% ±4% ±5% ±1% ±4% ±5%WH/ZH ±1% ±4% ±5% ±1% ±4% ±5%ttH +3% −9% ±8% +12% −18% +4% −9% ±8% +12% −17%
• QCD scale (μR and μF changed independently by a factor 2 and 1/2 (at (N)NLO QCD) and PDF+αS (PDF4LHC prescription) uncertainties added linearly (long debate about that) but handled separately by the LHC Higgs Combination WG (different nuisance parameters)
• HO Calculations, ex. ggF QCD Scale ± 8% at NNLO → ± 5% at NNNLO in few years?• PDF+αS : ±8% → ± 5% with LHC data? (jets, top, prompt photons and Z pT distributions
contribute gluon PDF determination)
Ongoing/next improvements
• QCD scale uncertainty study by M. Cacciari and N. Houdeau [JHEP 09 (2011) 039] - preserves both characteristics of log-normal (tails) and flat-top