Отзыв официального оппонента 3 (Измерение поляризационных угловых коэффициентов в процессах лептонного распада Z-бозона в эксперименте ATLAS на LHC)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Федина Олега Львовича Измерение поляризационных угловых коэффициентов в процессах лептонного распада Я-бозона в эксперименте АТКАЯ на ЬНС„ представленную на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.23 — физика высоких энергий. Диссертация посвящена двум большим темам: измерению поляризацноп- ных у|новых коэффициентов лепгонного распада У-бозонов, рожденных в эксперименте ЛТ1 ЛЯ на 1,НС, и созданию детектора переходного излучения для торцевых частей установки ЛТ1,ЛЯ, Изучение процессов рождения и распадов калибровочных бозонов (У и И'), активно начавшееся на е+е коллайдере 1;ЕР в конце 80-х годов про- шлого столетия, стали подлинным прорывом в исследованиях и верификации Стандартной Модели.

Прецизионные измерения в секторе калибровочных бо- зонов дали толчок развитию техники радиационных поправок, вычислений в высоких порядках ~с учетом петель) в электрослабых процессах. Измере- ние масс У и И', определение количества поколений лептонов, исследования в секторе трех-бозонных констант ~У('у) В'+И', У(у) У('у) У~~)), поиски эффектов "новой физики", оценки массы Хиггса и г,-кварка - далеко не полный перечень действительно фундаментальных исследований, проведенных с ис~ол~зова~ием рождения и распадов калибровочных бозонов. В сво1о очередь 1.НС, с рекордной светимостью и замечательными детек- торами, расширяет возможности исследований рождения калибровочных бозонов.

В отличии от е+е коллайдеров, рождение Я и Ц' на адронной машине происходит на уровне взаимодействия партонов н„таким образом, начинает существенным образом зависеть от КХД. С одной стороны этот факт усложняет анализ данных, а с другой стороны предоставляет нам уникальную возможность исследовать структуру пертурбативной КХД, позволяет про- водить детальное сравнение различных непертурбагивных моделей (струк- турные функции и модели фрагментации). Упомянутые обстоятельства определяют акт альность и новизн представленного исследования. Диссертация ОЛ.

Федина выполнена на статистике, набранной на установке АТ1 АБ, Это определяег высокий научный уровень диссертации. Основные результаты многократно докладывались автором на крупных международных конференциях и опубликованы в ведущих журналах. Это гарантирует достоверность и обоснова~нОсть научных положений и выводов, сформулированных в диссертации. Остановлюсь кратко на содержании работы и на наиболее важных и интересных, с моей точки зрения, результатах диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, четырех приложений и заключения. Во Введении обсуждается мотивация выбранной темы диссертации, формулируются цели работы, перечислены основные результаты, вынесенные на.

защиту. авивнанеев; Не виовие ееоквеаеео Втвевоивеиве Автоаа, ито фактоааваеепв и универсальность партонных 4ункций распределения приводит к независимости результатов длл процессов Дрелла-Яна от свободньа: параметров ~стр.б, абзац 3~. Нигде не обсуждаетсл о каких параметрах идет речь. В Первой главе диссертации представлен теоретический формализм, используемый для описания процесса.

Дрелла-Яна в рамках кварк-партонной модели. Подробно рассматривается техника разложения дифференциального сечения по гармоническим полиномам, что является ОснОВОЙ для дальнейшего анализа поляризационных угловых коэффициентов. Подробно рас- сматриваются предельные соотношения для угловых коэффициентов и их кинематическое поведение.

Автор приводит подробные расчеты угловых ко- эффициентов в различных порядках теории возмущений (О~аз) и 0(ОЯ), выполненные с помощью программы М'ХХ1 Ов а также сравнение проведен- ных расчетов с коэффициентамив вычисленными с помощью генераторов событий. Данное сравнение выглядит весьма. важным, поскольку в дальнейшем Автор использует Монте-Карло генератор для создания шаблонных распределений, используемых для фита экспериментальных данных. Замечания: Некоторые рисунки ~Рис.4в Рис.5) слишком мелки, особенно в области сравнения различньдт методов расчета ~ правая колонка). Неудачно выбраны обозначения левой части в вмраодсенияз: ~б) ~стр.20). Сечения не могут бмть мниммми, и речь тут, конечно же, идет, об амплитудах.

Также неудачнм обозначения в формуле ~15) ~стр. Яб) при обсуждении системм Коллинза-Сопера. Вместо Я/у* логично использовать 1+1, как зто и сделано в той же формуле при р,. Вторая глава диссертации посвящена описа~~ю установки АП~АЯ и методам реконструкции и идентификации электронов и мюонов. Автор подробно описывает конструкцию детекторов переходного излучения как в центральной, так и в торцевой части установки, и их использование в реконструкции 'греков и иденти~)икации электронов. Несмот~)я на то, что КООрдинатное разрешение в дрейфовых трубках уступает разрешению в микропиксельных детекторах центральной части установки, большое количество слоев ТВТ и заметное расширение базы для реконструкции трека значительно улучшают импульсное разрешение ~рис.

8). Особенно этот эффект становится заметнь)м для треков с большими импульсами (рт > 15 — 20 ГэВ). Можно констатировать, что детектор ТВТ, в разработку которого ~торцевых частей) Автор внес определяющий вклад, существенно улучшает процедуры реконструкции, что свидетельствует о большом практическом значении данной работы. Заыаанвв; Автор уваввювавт, юто дав ниадвтоыой работы ддвйфовыа пирав- боров очень важна температурная стабилизация и обеспечение минималь- ного градиента температуры по длине тпрубки.

Однако в тексте нет информации о том, каким образом осуществляется мониторинг «температурные датчики, термостабилизация, методы коррекции при изменении телтературы). Также полезно было бы привести среднюю загрузку на трубку, что особенно валсно для торцевых частей детектора при работе ЬНС ня полной светимостп:и. Следующая часть этой главы посвящена методам реконструкции и идентификации треков. Подробно рассматриваются алгоритмы кластеризации и ассоциации треков с кластерами в электромагнитном калориметре. Рассматриваются методы измерения эффективности регистрации на.

основе экспериментальных данных. Разработанные алгоритмы обеспечивают высокую эффективность и отличное согласие экспериментальных данных с Монте-Карло 1рис. 11.). Общая эффективность реконструкции электронов демонстрирует высокую стабильность в переменных Ет и и и практически приближается к 100% (рис.

12.). Обсуждаются методы реконструкции и идентификации мюонов и демонстрируется, что эффектривность реконструкции также близка к 100% и отлично согласуется с результатами Моите-Карло 1рис. 13.). Процеду- ры реконструкции и идентификации, в разработке которых Автор принимал значительное участие, демонстрируют высокое качество и определяют в эксперименте АТ1 АЯ успешный анализ разнообразных процессов с лептонами в конечном состоянии, что подчеркивает большое практическое значение диссертации. Замечание: Не вполне понятно утверждение о том, что энергия реконструированного электрона определяетпся энергией кластера в калориметре «стр. ~8, абзац 4).

Более адекватны данные трековой системы. Тем более что для электронов необходимо проводить фит трека с учетпом потерь при прохождении вашества детектора «и это указано в тексте,). Кластер в калор .метре, ассоциированный с треком„должен служить для идентификации последнего. Может быть в данном случае речь идет только о тор- цевых частях детектора у Полезно оыло оы привести даннные не только оо эффективности, но и о вероятности иеверной идентификации (~г, К, р как е,.Ф.

В третьей главе Автор подробно описывает процедуры, связанные с от- бором данных, моделированием сигнальных и фоновых событий, оценки раз- нообразных фонов. Подробно анализируются все категории событий, использованных для моделирования сигнал/фон (таблица 3), Автор рассматривает различные источники фоновых событий: собственно фоновые процессы (И', И'+)е1, 0~-Ьовоп„й, в1щ;1е-1ор, у"~ — ~ й), неверная идентификация лепто- нов, идентификация адронов как лептонов, фоновые лептоны (распады адронов и конверсия), миграция лептонов при реконструкции в исследуемой кинематической области. Подробно описываются критерии отбора событий. Эффективные методы идентификации лептонов, критерии изолированности, кинематические отборы и выбор массы 80 < ЛХд < 100 ГэВ (в районе полюса Х-бозона), позволяют построить эффективную процедуру отбора, обеспе- чивающую высокую чистоту отобранных событий (раздел 3.3).

В конечном итоге, аккумулированная статистика является действительно высокой (таб.4) и позволяет проводить статистически обеспеченное бинирование данных по различным кинематическим и угловым переменным, что необходимо для про- водимого в диссертации анализа. Достоверность описанных процедур демонстрируется отличным согласием (с точностью до поправочных нормировок) угловых распределений (в переменных совйсв и фаз, которые и являются основными для измерения угловых коэффициентов) реальных данных с данными Монте-Карло (рис.18). Автор проводит детальное исследование фона. КХД, используя различные наборы дискриминирующих переменных и демонстрирует, что для разных каналов (е+е, р+р ) и для разных областей (СС и СГ) удается построить процедуру, гарантирующую уровень этого фона значительно меньше 1%.

Замечания, вопросы: Автор использует термин "дискриминирдсмая" пе- ременная, тотя более употребительным является термин "дискриминиру- юи~оя*'. При отборе мюонного трека в качестпве одного из параметров используетпся прицельнь!й параметр по отношению к первичной вершине. Используется ли такой же критерий для электронного тпрека? Также представляется полезнь!м определить вершину пересечения двух лептоннъи тарское и сравнить ее т!оложение с положением первичной вершины.

Это можетп позволитпь сушественно подавить вклад фона отп чртте-ир" событий. В четвертой главе описывается техника извлечения угловых коэффициентоив из экспериментальных данных, Автор использует тот факт, что дифференциальное сечение представимо в виде разложения по ортогональным !аръ!Онически!~! Полиномам (глава 1, формула, 10). В э*ом с»тучае, если взять события с рождением и распадом Х-бозона, сгенеренные с константным матричным элементом, смоделироВать Откт!ик детектора с пОмОщью Монте- Карло, провести отбор как для реальных событий, то используя в качестве весов гармонические полиномы (10), можно получить набор распределений, каждое из которых соответствует одному из членов суммирования (10).