Repository logo

Browsing by Author "Antropov, Sergii"

  • Thumbnail Image
    Item
    QED final state bremsstrahlung of light fermion pair in Photos Monte Carlo: variants of approximated QED matrix elements and non QED extensions
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2020) Antropov, Sergii; Wąs, Zbigniew; Siódmok, Andrzej; Gluza, Janusz; Płaczek, Wiesław
    Rozprawa doktorska koncentruje się na opisie rozpadów bozonów pośredniczących, takich jak bozony W i Z z dodatkową emisją pary leptonów w stanie końcowym. Pomimo, iż ten proces stanowi małą poprawkę do obliczeń na poziomie Borna to jest on ważny dla precyzyjnych pomiarów w LHC. W rozprawie został szczegółowo przedstawiony opis algorytmu generatora PHOTOS oraz krótkie opisy algorytmów programów KORALW, SANC oraz TAUOLA. Programy te mogą być stosowane do uzyskania przewidywań dla wspomnianych wyżej procesów. W rozprawie przedstawiono wyniki dla szeregu obserwabli, które są ważne dla badań prowadzonych w eksperymentach LHC i Belle II. Obserwable te zostały użyte do oszacowania systematycznych błędów związanych emisją par leptonów w poszczególnych programach. Dodatkowo stworzono narzędzie do porównywania rozkładów wygenerowanych przez PHOTOS z precyzyjnymi wynikami. Następnie w programie PHOTOS został zaimplementowany i przetestowany precyzyjny element macierzowy odpowiadający za emisję dodatkowej pary leptonów w stanu końcowym dla niespolaryzowanego procesu 2f→Z/γ*→2f. Przewidywania tak udoskonalonego programu PHOTOS dla przekróju czynnego procesów e+e-→Z→e+e-µ+µ- oraz e+e-→Z→ µ+µ -µ+µ doprowadziły do powjększenia przekróju czynnego o 5.4% i o 4.6% odpowiednio, te przekrojw czynne są na poziomie 10-4, jeżeli porównywać z Z→ll. Otrzymane poprawki mają największe znaczenie dla „twardej” części rozkładów dodatkowych par laptonów. W pracy zaproponowano, zaimplementowano w generatorze PHOTOS oraz przetestowano trzy różne przybliżone elementy macierzowe opisujące emisję dodatkowych par leptonów ze stanu końcowego dla procesu 2f→Z/γ*→2f. Pokazano, że numerycznie te trzy elementy macierzowe nie różnią się znacznie od precyzyjnego elementu macierzowego. W pracy pokazano także, iż rozkłady kwadratu masy inwariantnej pary leptonów, wygenerowanych przez PHOTOS używając wprowadzone poprawki, są znacznie bliższe precyzyjnym rozkładom referencyjnym w przypadku emisji najtwardszych dodatkowych par leptonów. Rozbieżności w stosunku do rozkładów referencyjnych dla przypadku mionów została zmniejszona z czynnika 4.2 do 7%, a w przypadku elektronów z czynnika 2.5 do 17%. Opierając się na testowanych przybliżeniach, zaproponowano efektywną faktoryzację elementu macierzowego dla przypadku niespolaryzowanego procesu 2f→Z/γ*→4f. Zaproponowana faktoryzacja rozdziela element macierzowy na poziomie Borna od części, która opisuje emisję dodatkowej pary leptonów w stanie końcowym. Następnie dyskutuje się uogólnienie części opisującej emisję dodatkowej pary leptonów oraz sugeruje się możliwość ją zastosowania do opisu elementu macierzowego niespolaryzowanego procesu 2p→Z/γ*→4f. Proponuje się badanie zastosowania tak otrzymanej faktoryzacji do opisu emisji dodatkowych par leptonów ze stanu końcowego, do procesów innych niż niespolaryzowany proces 2f→Z/γ*→2f.