İNŞaat mühendiSLİĞİ anabiLİm dali

OLGUN Asiye Tuğba
Danışman : Prof. Dr. Sehban KARTAL

II. Danışman : Doç. Dr. Kazem AZİZİ

Anabilim Dalı : Fizik

Programı : Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği

Mezuniyet Yılı : 2014

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Sehban KARTAL

Prof. Dr. Ali TUTAY

Prof. Dr. Ömer OĞUZ

Doç. Dr. Hayriye SUNDU PAMUK

Doç. Dr. Olcay BÖLÜKBAŞI YALÇINKAYA

Farklı Süpersimetrik Modeller Ve Diğer Bazı Yeni Fizik Yaklaşımlarında Hadronik Fcnc Geçişlerinin Fenomenolojisi
Parçacık Fiziği'nin uzun yıllardır başarılı bir teorisi olan Standart Model; hemen hemen bilinen tüm dataları açıklayabilen ve şimdiye kadar elde edilen deneysel verilerle mükemmel bir şekilde uyum gösteren bir teoridir. Son yıllarda, 1964 yılından beri Standart Model'in eksik bir unsuru olarak görülen Higgs bozonunun araştırılması ile ilgili önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. 2012 yılında, CERN'deki ATLAS ve CMS deneyleri 5_’lık bir istatistiksel güvenilirlik seviyesinde 126 GeV'lik bir kütle ile Higgs benzeri bir bozonun gözlemlendiğini ilan etmişlerdir ve bu bozonun bozunum özellikleri hakkında deneysel girişimler hala devam etmektedir. Standart Model parçacık hızlandırıcılarından yirmi yıla yakın bir süredir gelen dataların neredeyse tamamını başarılı bir şekilde açıklamasına rağmen, cevaplanamayan pek çok soru içermesinden dolayı doğanın nihai bir teorisi olarak kabul edilememektedir. Bu nedenle, Yeni Fizik adı altında bazı alternatif teoriler ileri sürülmüştür. Yeni Fizik modelleri ağırlıklı olarak TeV ölçeğinin ötesindeki enerjilerde önerilmiştir ve Standart Model'in bu teorilerin düşük bir enerji durumu olduğuna inanılmaktadır. Yeni Fizik etkilerini araştırmanın direkt ve dolaylı olarak iki yolu bulunmaktadır. Direkt araştırmada, Standart Model Ötesi parçacıklar direkt olarak çarpıştırıcılarda araştırılmakta, fakat dolaylı araştırmada ise yeni parçacıkların Çeşni Değiştiren Yüksüz Akım (FCNC) bazlı bozunum kanallarına etkileri incelenmektedir. Bu bağlamda, tezde, bazı FCNC bazlı kanallar farklı Süpersimetrik modeller, Bir veya İki Evrensel Ekstra Boyutlu modeller ve Toprenk-Destekli Teknirenk model gibi bazı Yeni Fizik senaryoları kullanılarak çalışılmakta, elde edilen sonuçlar Standart Model sonuçları ile karşılaştırılmaktadır.
Tezin en önemli kısmını meydana getiren ilk çalışmada, Standart ve farklı Süpersimetrik modellerde (SUSY I, SUSY II, SUSY III, SUSY SO(10)) yarıleptonik _ geçişi incelenmektedir. Özellikle, yapı faktörlerinin bağlamında düşük enerjili etkin Hamiltonyen'e girilen matris elemanlarının parametrizasyonu göz önüne alınarak, Süpersimetrik modellerde bu bozunum kanalını temsil eden genlik ve diferansiyel bozunum oranı hesaplanmaktadır. Bu bozunum kanalı ile ilgili diferansiyel dallanma oranını ve lepton ileri-geri asimetrisini farklı Süpersimetrik modellerde analiz edebilmek amacıyla tam teoride ışık koni QCD toplam kuralları yolu ile hesaplanmış yapı faktörleri kullanılmaktadır. Farklı Süpersimetrik modeller için elde edilen sonuçlar Standart Model sonuçları ile karşılaştırılmakta, ayrıca farklı Süpersimetrik modellerin sonuçlarının Standart Model tahminlerinden farklı olarak nasıl sapma gösterdikleri ve hangi Süpersimetri senaryolarının tercih edildiği tartışılmaktadır.
İkinci çalışma olarak; tekrar tam teoride ışık koni QCD toplam kuralları aracılığıyla hesaplanmış geçiş yapı faktörleri kullanılarak, Standart Model ve Bir veya İki Evrensel Ekstra Boyutlu modellerde nadir ışınımsal _ bozunumu karşılaştırmalı olarak analiz edilmektedir. Ekstra boyutlu modellerde bu bozunum kanalı ile ilişkili toplam bozunum genişliği ve dallanma oranı hesaplanmakta, elde edilen sonuçlar Standart Model sonuçları ile kıyaslanmaktadır. Ayrıca, ekstra boyutun kompaktifikasyon faktörü arttığında Evrensel Ekstra Boyutlu modellerin sonuçlarının Standart Model öngörülerine nasıl yaklaştıkları tartışılmaktadır.
Son olarak, tam teoride ışık koni QCD toplam kuralları aracılığıyla hesaplanmış yapı faktörleri kullanılarak Standart Model'in yanı sıra Toprenk-Destekli Teknirenk modelde Çeşni Değiştiren Yüksüz Akım süreci _ karşılaştırmalı olarak analiz edilmektedir. Özellikle, bu geçiş ile ilgili olarak bozunum genişliği, dallanma oranı ve lepton ileri-geri asimetrisi hesaplanmaktadır. Her iki modelin sonuçlarının gösterdikleri farklılıklar karşılaştırılarak Toprenk-Destekli Teknirenk modelin Standart Model öngörülerinden ayrı olarak nasıl bir sapma meydana getirdiği tartışılmaktadır. Ayrıca; CDF ve LHCb deneyleri tarafından sağlanan en son deneysel datalar ile dallanma oranı ve diferansiyel dallanma oranı üzerinde elde edilen sonuçlar mukayese edilmektedir.
Baryonik bölgede Çeşni Değiştiren Yüksüz Akım bazlı geçişler Standart Model için en hassas testi sağladıklarından ve Standart Model Ötesi Yeni Fizik etkilerine duyarlı olduklarından dolayı, bu tez çalışmasında göz önüne alınan bozunum kanalları yalnızca deneysel dataları analiz etmek konusunda yardımcı olmakla kalmayarak aynı zamanda kuantum kromodinamiğin tedirgemeli ve tedirgemesiz yönleri hakkında yararlı bilgiler elde edilmesini sağlayacaktır.