Wolfgang Menges, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2003 :

"Messung der geladenen Drei-Eichboson-Kopplungsparameter an e+e- Beschleunigern"


"Measurement of Charged Triple Gauge Coupling Parameters at e+e- Colliders"



Schlagwörter: electron-positron interactions; standard model; gauge interaction; triple gauge boson couplings; computer data analysis
PACS : 13.66.Jn, 13.66.Fg, 14.70.Fm
Volltext

Summary

Kurzfassung

Die Messung von Drei-Eichboson-Kopplungen im Prozess e+e-->W+W--> qqqq wird vorgestellt. Die Daten wurden mit dem OPAL Detektor am LEP Speicherring bei Schwerpunktenergien von 183 - 209 GeV aufgezeichnet und entsprechen einer integrierten Luminosität von 680 pb-1 . Es werden nur CP erhaltende Kopplungen mit zusätzlichen SU(2)L × U(1)Y Relationen betrachtet. Die vier unabhängigen Parameter Δκγ, Δg1Z, λ und g5Z genügen diesen Einschränkungen. Die Methode der Optimalen Observablen wird angewendet, um anomale Kopplungsparameter zu extrahieren. Die Messung von jeweils einem Parameter, während die anderen drei Parameter auf ihren Standard Modell Wert fixiert sind, ergibt

Δκγ = 0.17+0.72-0.28 ; Δg1Z = 0.09+0.11-0.10 ; λ= 0.01+0.33-0.14 und g5Z = 0.37+0.24-0.26.

Die angegebenen Fehler enthalten sowohl statistische als auch systematische Unsicherheiten. Diese Ergebnisse werden mit den Ergebnissen aus den anderen zwei W-Paar Endzuständen bei OPAL kombiniert. Weiter werden die OPAL Messungen mit den Messungen der anderen drei LEP Experimente kombiniert.

Eine Studie zur Abschätzung des Potenzials der Messung von Drei-Eichboson-Kopplungen an einem Linearcollider mit hoher Luminosität wie TESLA wird vorgestellt. Die Methode der Spin-Dichte-Matrizen wird verwendet, um sensitive Observablen zu berechnen. Die erwartete Sensitivität ist ~ 3 - 4×10-4 für die Kopplungen Δκγ, Δg1Z und λγ. Die einzigartige Eigenschaft von longitudinal polarisierten Elektron- und Positronstrahlen steigert die erwar- tete Genauigkeit um einen Faktor 1.5 - 2 und ermöglicht die WWγ und WWZ Kopplungen von einander zu trennen, was im unpolarisierten Fall nicht möglich ist.

Titel

Kurzfassung

Summary

The measurement of triple gauge boson couplings in the reaction e+e-->W+W--> qqqq is presented. The analysed events are recorded by the OPAL detector at LEP at centre- of-mass energies of 183 - 209 GeV with a total integrated luminosity of 680 pb-1 . Only CP -conserving couplings are considered and SU(2)L × U(1)Y relations are used, resulting in four independent couplings, Δκγ, Δg1Z, λ and g5Z. The method of optimal observables is used to extract the anomalous couplings. One-parameter fits, assuming the other couplings to take their Standard Model values yield

Δκγ = 0.17+0.72-0.28 ; Δg1Z = 0.09+0.11-0.10 ; λ= 0.01+0.33-0.14 and g5Z = 0.37+0.24-0.26,

where the errors include both statistical and systematic uncertainties. Theses results are combined with the results from the other two W-pair final states measured at OPAL and with the measurements from the other three LEP experiments. Studies concerning the potential of the measurement of triple gauge boson couplings at a high luminosity linear collider as TESLA are presented. Using the Method of Spin Density Matrix to calculate sensitive observables gives an expected sensitivity of ~ 3 - 4×10-4 for the couplings Δκγ, Δg1Z and λγ. The unique feature of longitudinally polarised electron and positron beams increases the expected precision on anomalous couplings by a factor of 1.5 - 2 and allows us to disentangle WWγ and WWZ couplings, which is not possible in the unpolarised case.