Proton-proton Çarpıştırıcılarında Kara Madde Araştırmaları

thumbnail.default.placeholder
Tarih
11.08.2011
Yazarlar
Küçüksönmez, Ekin
Süreli Yayın başlığı
Süreli Yayın ISSN
Cilt Başlığı
Yayınevi
Fen Bilimleri Enstitüsü
Institute of Science and Technology
Özet
Bu çalışmanın amacı LHC çarpıştırıcısında Kara Madde adayı parçacıkların saptanması için yöntem geliştirmektir. Evrendeki toplam maddenin %22’sinis oluşturan Kara Madde (KM) için Standart Modelde (SM) öngörülmüş herhangi bir aday parçacık bulunmamaktadır. LHC hızlandırıcısındaki proton-proton çarpışmalarında ortaya çıkması beklenen Süpersimetrik parçacıkların en hafifi olan ve nükleer ya da elektromanyetik etkileşmelere katılmayan süper eşlenik parçacığı (LSP), en uygun Kara Madde adaylarından biridir. Bu çalışmada, LHC’ de gözlemlenebilecek olan süper eşlenik parçacığı (LSP) kütlesine üst sınır koyulmaya çalışılacaktır. LSP parçacığı uzun ömürlü olup LHC deneylerindeki detektörler içinde bozunmaz ve dolayısıyla doğrudan gözlemlenmesi oldukça zordur veya olanaksızdır. LSP parçacığı LHC Deneyleri’nde gözlemlenemeden kaçacak, kendini kayıp enerji ve momentum sinyali olarak gösterecektir. Elbette benzer sinyal SM’de bulunan sol-el nötrinolar tarafından da oluşturulacaktır. LHC’deki bütün gözlemler çarpışma sürecinin sonunda üretilen parçacıkların kinematik özellikleri yoluyla yapıldığından, LSP’nin farkı SM’deki herhangi bir parçacığın taşımadığı kadar yüksek bir kütleye sahip olması yani durgun enerji taşımasıdır. Bu bağlamda bu parçacığın dolaylı da olsa gözlemlenmesi ve özelliklerinin belirlenmesi oldukça yeni teknikler gerektirmektedir. Bu projenin ana hedeflerinden biri bu teknikleri oluşturmaktır.
The aim of this work, is to develop new techniques in order to detect Dark matter candidates at LHC hadron collider. %22 of the total matter content of the universe is dark matter and there is no any candidate of this particle in the Standard Model (SM). The best candidate of DM expected to be seen at the proton-proton collisions at LHC, is the lightest supersymmetric particle (LSP) which that does not exhibit electromagnetic and strong interactions. In this work, we try to put an upper limit of DM candidates which can be observed at LHC. LSP is a long lived particle and do not leave any trace or energy at the detectors used at LHC and therefore it is very difficult to detect if not impossible. LSP will escape undetected at the LHC detectors and will show it self as missing energy and missing momentum. On the other hand, a similar missing energy signal can be generated from a left-handed neutrino, which is SM model particle. Since all the observations are made from the kinematical calculations of the final particles detected at the detectors, the difference of the LSP will be its rest mass and its rest energy which is relatively much bigger than SM particles. In this context, it is needed new techniques in order to detect this particle. The main purpose of this work is to develop those techniques.
Açıklama
Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011
Anahtar kelimeler
kara madde, Parton Dağılım Fonksiyonları, dark matter, Parton Distribution Functions
Alıntı