Çarpıştırıcılarda dördüncü aile kuarklarının üretimlari ve bozunumları

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, FİZİK ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: VOLKAN ÇETİNKAYA

Danışman: ORHAN ÇAKIR

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tezde, hadron, lepton ve lepton-hadron çarpıştırıcılarında dördüncü aile kuarklarının üretimleri ve bu kuarkların bilinen Standart Model (SM) kuarklarına zayıf etkileşme yoluyla bozunumları incelenmiştir. Genel olarak, dördüncü SM ailesinin araştırılması, ağır kuarklar için bir örnek teşkil etmektedir. Kütle merkezi enerjisi 14 TeV?li pp çarpıştırıcısında mt'=600 GeV ve mb'=650 GeV kütlede t' ve b'?nün çift üretim tesir kesiti değerleri sırasıyla, 9,98e-1 pb ve 6,27e-1 pb olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde, 3 TeV?li e-e+ çarpıştıcısında mt'(b')=600(650) GeV için tesir kesitleri sırasıyla, 18,80 fb ve 8,98 fb olarak elde edilmiştir. Son olarak, 1,4 TeV olan e-p çarpıştırıcısında mb'(b'bar)=650 GeV kütlede b'(b'bar )?nün tek üretim tesir kesiti 2,92e-3 (3,84e-4) pb olarak hesaplanmıştır. Ağır kuarkların üçüncü aile kuarklarından daha ağır olması beklendiğinden yeni fiziğe daha duyarlı olacağı düşünülmektedir. Bu anlamda dördüncü ailenin çeşni değiştiren yüksüz akımları (FCNC) araştırılmıştır. Ayrıca bu çalışmada lepton çarpıştırıcılarında yeni ayar bozonu Z' etkileşmeleri yoluyla ağır kuarkların çift üretimindeki ileri-geri yön saçılma asimetrileri (AFB ) incelenmiştir. e-e+ çarpıştırıcısında mt'(b')=600(650) GeV kütle değerindeki t'(b') çift üretimi için AFB, Z' katkısı olmaksızın, 0,54(0,58) olarak hesaplanmıştır. Fakat Z'S (sequential model) etkisiyle birlikte bu değer, büyük MZ' bölgesi için 0,3(0,45) civarındadır. Z' bozonunun asimetrilere etkisinin farklı Z' modelleri için bazı parametre bölgelerinde önemli olduğu gösterilmiştir. Bu parametreler arasında, değişmez kütle dağılımı Z' modellerini sınırlamak için önemli bir ölçüm olacaktır.