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Electro-weak physics with forward dynamics at LEP

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IntroductionThe luminosity monitoring at lep is performed by studying a well-knownprocess such as the small-angle Bhabha scattering (hereafter sabh). Themain reason, for adopting such a process, is that the sabh scattering in sub-stantially a qed process, dominated by t-channel photon exchange. This inturn implies that its theoretical cross section is dominated byacontributionthat is in principle calculable by means of perturbative qed at arbitrary pre-cision. Moreover, the Z-boson exchange contributions to its cross section,via Z-boson annihilation, Z-boson t-channel exchange and Z- interference,is very small; hence a detailed knowledge of the Z-boson properties, liketheprecise value of its mass and decay width, to be determined in large angleprocesses, has a negligible in uence on the luminosity monitoring. A secondmotivation is given by the fact that sabh scattering cross section is large,and can be rendered much larger than the typical Z-boson annihilation peakcross section provided the detector angular region for sabh scattering eventsis suciently close to the beam pipe.After the long data collecting at the Z pole and a short run at interme-diate energy in the 1995 fall (lep1.5 phase), the second phase of lep, lep2,started operating in 1996. The main reason for the energy upgrade of thelep machine was the precise measurement of the properties of the W boson,through the study of the reactione+e ! W+W ! f1 f2f3 f4The lep2 running was scheduled at several center-of-mass energies, rang-ing from the 161:3 GeV, i.e. 0:5 GeV above the nominal WW productionthreshold, of the rst data collection in 1996 to the present date value of189 GeV, and, as a foreseeing, to the 200 GeV of the last running in 2000.Compared to lep1, the lep2 physics potential will be characterized by astatistical error of the order of 1%, instead of 0:1% of lep1. Nevertheless,also lep2 has to be considered a machine for precision physics, since it willallow to measure the mass of the W -boson with an envisaged precision of 40-50 MeV, and to study in detail the coupling of the W with the other gaugebosons, by directly probing the non-Abelian nature of the theory. Need-less to say, besides the precision measurements of the W -boson, lep2 canalso provide some knowledge on the Higgs boson and on physics beyond theStandard Model.The data, whichwere collected at lep2,allowed a suciently high statis-tics in order to study also reactions involving only one resonant gauge bosonas e+e ! W+e ! f1 f2 e2
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Electro-weak physics with forward dynamics at LEP

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Informazioni tesi

  Autore: Andrea Pallavicini
  Tipo: Tesi di Dottorato
Dottorato in Dottorato in Fisica, indirizzo di Fisica Teorica e Matematica
Anno: 1999
Docente/Relatore: Oreste Nicrosini
Istituito da: Università degli Studi di Pavia
Dipartimento: Fisica Nucleare e Teorica
  Lingua: Inglese
  Num. pagine: 102

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monte carlo
phenomenology
quantum mechanics
numerical computation
perturbative calculation
electron-positron collider
electrodynamics
high energy physics
numerical simulations
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