Estudo dos acoplamentos anómalos no vértice Wtb com muões

Abstract

O Large Hadron Collider (LHC) vai permitir aumentar a estatística de produção de quarks top de várias ordens de grandeza em relação a actualmente existente e que foi adquirida no Tevatrão. Espera-se que sejam produzidos cerca de 8 milhões de pares de quarks top por ano, por experiência, em regime de baixa luminosidade no LHC ( 10 fb1 por ano). Os pares de quarks top são produzidos em LHC pela fusão de gluões e aniquilação quark-anti-quark. A secção eficaz associada a estes processos e de 833 pb no Modelo Padrão da Física de Part ículas (SM). Com esta estatística prevista, a experiência ATLAS, uma das experiências do LHC, poder a estudar, com grande precisão, as propriedades do quark top e possíveis efeitos da física para além do SM. O quark top completa a estrutura de três famílias do SM. Tem spin 1/2, carga +2/3jej e uma largura de 1.42 GeV (incluindo efeitos de correcções radiativas) [6]. A sua massa (m = 172:6 1:4 Gev/c2) e a unica propriedade medida, até ao momento, com precisão, no Tevatrão [27]. Por ser uma part cula que decai antes de hadronizar, a informação do seu spin pode ser estudada a partir da distribuição angular dos seus produtos de decaimento. No presente trabalho, e discutida a reconstrução das distribuições angulares dos produtos de decaimento do quark top. Este estudo permitiu avaliar a precisão, para uma luminosidade integrada de 10 fbˉ¹, com que a experiência ATLAS reconstruirá os estados de polarização do bosão W, produzido no decaimento do quark top, através do ajuste as distribuições angulares. Para o efeito, foi desenvolvida uma análise probabilística aplicada a acontecimentos gerados por simulações de Monte-Carlo. Devido a elevada estatística produzida no LHC, espera-se que o erro nos observáveis seja dominado pelo erro sistemático, os quais foram avaliados utilizando a simulação rápida do detector ATLAS. Tendo em conta o erro total, foi possível estimar a precisão na medida das polarizações do bosão W e das assimetrias angulares (AFB, A+, Aˉ¹), e estabelecer limites nos acoplamentos anómalos no vértice Wtb. Estes resultados mostram que, com uma luminosidade de 10 fbˉ¹, será possível medir, com precisão, algumas propriedades do quark top.