nghiệm
Cuối cùng là kết quả dao động giữa và thể hiện như trong hình 3.17 ứng
với số sự kiện lối vào là 1000 và hình 3.18 ứng với số sự kiện 200 000.
Hình 3.17: Đồ thị dao động giữa và lý thuyết và thực nghiệm ứng với số tín hiệu lối vào 1000
Hình 3.18: Đồ thị dao động giữa và lý thuyết và thực nghiệm ứng với số tín hiệu lối vào 200 000
64
Trong hình vẽ đường liền là đồ thị lý thuyết và đường chấm tròn xanh đậm là kết quả mô phỏng Monto Carlo. Từ đồ thị chúng ta thấy khi số sự kiện lựa chọn càng lớn thì sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm càng tăng lên và kết quả càng chính xác hơn. Tuy nhiên, chúng ta không thể chọn số sự kiện quá lớn, bởi số sự kiện mong muốn đo được trên detector quyết định thời gian chạy thí nghiệm. Nếu thời gian thí nghiệm quá lớn sẽ không phù hợp với các điều kiện thực tế.
Từ đồ thị chúng ta có thể xác định chu kỳ dao động giữa và . Sử dụng
công thức
∆ = × ℏ
Thu được kết quả ∆ = (1158 ± 53) × 10-5 (eV/c2)
Như vậy, bằng phương pháp mô phỏng Mote Carlo chúng tôi đã xác định
65
Kết luận
Sau thời gian làm luận văn chúng tôi đã thu được một số những kết quả sau đây:
Trước hết chúng tôi tìm hiểu về vật lý B, trong đó tôi đã thử tính toán chi tiết lý thuyết cho vi phạm đối xứng CP, kết quả cuối cùng là biểu thức về bất đối xứng
CP trong hệ meson B: ( ) = ± ( ) (Δ ). Từ biểu thức chúng ta có thể
thấy rằng muốn xác định bất đối xứng CP bằng thực nghiệm chúng ta cần chọn hai kênh phân rã cụ thể: một kênh phân rã xác định (là hiệu số pha giữa trạng thái
đầu và trạng thái cuối của meson B0 – quyết định vi phạm đối xứng CP “pha trộn
cảm ứng”) và một kênh phân rã để xác định ∆ (sự khác biệt khối lượng giữa hai
trạng thái riêng BH và BL của B0 – quyết định đến chu kỳ dao động của B0) [8][10].
Với việc làm luận văn, tôi còn có cơ hội tiếp xúc với các thông số của máy gia tốc LHC. Công việc của chúng tôi nằm trong khuôn khổ của thí nghiệm LHCb. Một trong bốn thí nghiệm chính trên máy gia tốc LHC. Mục đích chính của thí nghiệm là đo chính xác vi phạm đối xứng CP và các phân rã hiếm của các hadron chứa quark
b. Detector LHCb được cấu tạo bởi tập hợp các detector con: như VELO được sử
dụng để xác định vị trí đỉnh tương tác và đỉnh phân rã đầu tiên; TT là thiết bị vết cung cấp thông tin xung lượng của vết; IT và OT xây dựng lại các vết tích điện nhằm xác định xung lượng vết; detector RICH có nhiệm vụ ghi nhận và phân biệt các hạt; HCAL và ECAL được sử dụng để xác định năng lượng của các hạt tham gia tương tác mạnh và tương tác điện từ; …[7]
Để xác định tham số Δ bằng thực nghiệm, chúng tôi đã chọn một kênh phân
rã cụ thể là → + . Đồng thời, chúng tôi cũng đưa ra phương pháp kiểm tra vi
phạm đối xứng CP trên phân rã này bằng thực nghiệm thông qua việc kiểm tra xem
trong phần tử có hay không pha phức một trong những phần tử của ma trận
CKM. Tiếp đó, căn cứ vào tính chất của các hạt và sau khi được sinh ra trong
va chạm đối đầu hai chùm pp sẽ vừa phân rã vừa dao động, xây dựng dạng đồ thị
66
động giữa và . Trong quá trình làm luận văn, chúng tôi đã sử dụng hệ điều
hành Fedora 19 để chạy trên ngôn ngữ lập trình C++ với phầm mềm Root, cụ thể là phần mềm chuyên dụng Roofit (sử dụng cho nghiên cứu vật lý B), chúng tôi đã xác
định được tham số ∆ thông qua phương pháp mô phỏng Monte Carlo. Để thực
hiện được điều này, chúng tôi viết chương trình mô phỏng chạy trên phần mềm Roofit. Lựa chọn số tín hiệu lối vào, chúng tôi thu được đồ thị biểu diễn phân rã và
dao động của cả và , đồng thời cũng thu được đồ thị biểu diễn dao động giữa
và . Từ đồ thị dao động chúng tôi xác định được chu kỳ dao động T sau đó
tính toán tham số ∆ . Với kết quả này có thể tính toán số sự kiện cần thiết đo trên
detector LHCb để thu được giá trị tham số ∆ với độ chính xác nhất định. Với số
sự kiện lựa chọn ở lối vào tính ngược trở lại thì chúng ta cũng xác định được thời gian cần thiết để thực hiện thí nghiệm và kiểm tra xem với thời gian đó thì thí nghiệm có khả thi hay không. Ngoài ra, cùng với những tính toán trên các kênh phân rã chúng tôi có thể kiểm ta tính đúng đắn của chương trình mô phỏng và độ chính xác của kết quả thu được. Đó cũng là những ý nghĩa cuối cùng trong luận văn của tôi.
67
Tài liệu tham khảo
1. A. Ceccucci (CERN), Z. Ligeti (LBNL) and Y. Sakai (KEK) (2006), “The
CKM quark-mixing matrix”, Review of Particle Physics, Written January.
2. D. Kirkby (UC Irvine) and Y. Nir (Weizmann Institute) (2007), “CP violation
in meson decays”, Review of Particle Physics, Revised September.
3. Donad H. Perkins (University of Oxford) (2001), Introduction to High Energy
Physics, Cambridge University Press.
4. E. Blucher (Univ. of Chicago) and W. J. Marciano (BNL) (2007), “ , ,
the cabibbo angle, and CKM unitarity”, Review of Particle Physics, Updated
November.
5. http://pdg.lbl.gov/2013/tables/contents_tables_mesons.html.
6. L. Wolfenstein (Carnegie-Mellon University), C.-J. Lin (LBNL) and T.G.
Trippe (LBNL) (2006), “CP violation in decays”, Review of Particle
Physics, Revised May.
7. Luis Fernández (2006), Thése de Doctorat “Exclusive Trigger Selections and
Sensitivity to the − Mixing Phase at LHCb”, CH – Lausanne.
8. O. Schneider (Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne) (2006), “ −
mixing”, Review of Particle Physics, Updated April.
9. R. Kowalewski (Univ. of Victoria, Canada) and T. Mannel (Univ. of Siegen,
Germany) (2005), “Determination of and ”, Review of Particle Physics,
Written October.
10. R.Fleischer (2008), Flavour physics and CP violation, CERN, Geneva,
Switzerland.
11. The LHCb Collaboration, R. Aaij et al (2013), “First observation of CP violation in
the decays of 0
s
B mesons”, Physical Review Letters 110, 221601.
12. The LHCb Collaboration, R. Aaij et al (2013), “Measurement of the forward energy
flow in pp collisions at s = 7 TeV”, The European Physical Journal C 73, 2421.
13. The LHCb Collaboration, R. Aaij et al (2013), “Search for the decay Bs0 D
”,
68
14. T. Nakada (Paul scherrer Institute) and L. Wolfenstein (Carnegie-Mellon
University) (1996), “CP violation in → 3 ”, Review of Particle Physics.
15. Y. Kwon (Yonsei U, Seul, Korea) and G. Punzi (INFN, Pisa, Italy) (2006),
“Introduction and decay of b_flavored hadrons”, Review of Particle Physics,