İNŞaat mühendiSLİĞİ anabiLİm dali

1. FİZİK ANABİLİM DALI
TAVUKOĞLU Zeynep
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. İ. Melih BOSTAN

Prof. Dr. Ömer OĞUZ

Doç. Dr. Güray ERKOL

Doç. Dr. Olcay BÖLÜKBAŞI YALÇINKAYA

Evrensel Ekstra Boyut Ve Diğer Bazı Yeni Fizik Senaryolarında Hadronik Fcnc Geçişlerinin Araştırılması
Standart Model; şimdiye kadar elde edilen deneysel veriler ve teorik tahminler arasında en çarpıcı uyumu göstermesi nedeniyle, son derece başarılı bir teori olarak kabul edilmektedir. 2012 yılında, LHC deneyinde Higgs bozonunun keşfedilmiş olması ile birlikte bu modelin tamamlandığı düşünülmektedir. Söz konusu teorinin var olan pek çok probleme açıklık getirmiş olmasının yanında, maddenin kökeni, ayar ve fermiyon kütle hiyerarşisi, madde-antimadde asimetrisi, birleşme gibi cevap veremediği bazı önemli kavramsal eksiklikleri de vardır. Bu eksiklikleri çözebilmek için, TeV skalasının üzerinde var olan enerjilerde bir çok Yeni Fizik senaryosu önerilmiştir. Standart Model'in, daha temel teorilerin düşük enerjili durumlarında ortaya çıktığına inanılmaktadır.
Bu tezde temel amaç, bir veya iki boyutta Evrensel Ekstra Boyutlu modelleri, farklı Süpersimetrik modeller (SUSY I, SUSY II, SUSY III ve SUSY SO(10)) ve Toprenk- Destekli Teknirenk senaryosu gibi bazı Yeni Fizik modelleri kullanılarak () ve gibi bazı baryonik FCNC geçişlerini analiz etmektir. FCNC geçişleri, yalnızca Standart Model'in bir çok parametresinin belirlenmesi için değil, bunun yanında Yeni Fizik senaryolarının öngördüğü yeni parçacıklara hassas olduklarından dolayı da önemlidir. Yukarıda bahsedilen kanallar, Standart Model'de de incelenmektedir. Yeni Fizik modellerinden elde edilen sonuçlar Standart Model öngörüleri ile karşılaştırılmaktadır.
İlk olarak, Standart Model ve tek bir kompakt boyutun varlığında Evrensel Ekstra Boyut modelinde, baryonik FCNC geçişi, tam teoride ışık koni QCD Toplam Kuralları ile hesaplanmış yapı faktörleri kullanılarak analiz edilmektedir. Göz önüne alınan bozunum kanalında dallanma oranı, lepton ileri-geri yön asimetrisi, baryon polarizasyon ve çift lepton polarizasyon asimetrileri gibi değişik fiziksel nicelikler hesaplanmakta ve Evrensel Ekstra Boyut modelinden gelen sonuçlar Standart Model'in tahminleri ile karşılaştırılmaktadır. Ayrıca, CDF deneyi tarafından sağlanan baryonik bozunum kanalında alınan deneysel veriler ile teorik sonuçların karşılaştırılması aracılığıyla ekstra boyutun kompaktifikasyon skalası (1/R) üzerine bir alt limit elde edilmektedir.
Tezin bir sonraki bölümünde, Standart Model'in yanı sıra bir veya iki kompakt Evrensel Ekstra Boyut içeren modellerde ışınımsal geçişi araştırılmaktadır. Düşük enerjili matris elemanlarına konulan, ışık koni QCD kurallarıyla hesaplanmış yapı faktörleri kullanılarak bu bozunum kanalının toplam bozunum genişliği ve dallanma oranı hesaplanmaktadır. Dikkate alınan fiziksel nicelikler üzerinde Standart Model'in tahminleri ile Ekstra Boyut modellerinin sonuçları karşılaştırılmaktadır. Kompaktifikasyon faktörünün farklı değerlerinde, Standart Model öngörülerinden sonuçların sapmaları araştırılmaktadır.
Diğer çalışma, Standart Model'in yanında farklı Süpersimetrik modellerde yarıleptonik bozunum kanalının incelenmesidir. Özellikle, yapı faktörleri bağlamında düşük enerjili etkin Hamiltonyen'e konulan matris elemanlarının parametrizasyonu göz önüne alınarak, Süpersimetrik modellerde bu geçişten sorumlu geçiş genliği ve diferansiyel bozunum oranı hesaplanmaktadır. Işık koni QCD toplam kuralları ile hesaplanmış yapı faktörleri, SUSY I, SUSY II, SUSY III ve SUSY SO(10) gibi farklı Süpersimetrik modellerde diferansiyel dallanma oranı ve lepton ileri-geri asimetrisini analiz etmek için yine kullanılmaktadır. Elde edilen sonuçlar Standart Model'in öngörüleri ile karşılaştırılmaktadır. Ayrıca, farklı Süpersimetrik Modeller için hesaplanan sonuçların Standart Model'in öngörülerinden nasıl sapma gösterdiği tartışılmaktadır.
Son olarak, Standart Model'in yanı sıra Toprenk-Destekli Teknirenk senaryosunda, FCNC geçişinin karşılaştırılmalı analizi yapılmaktadır. Bu bozunum kanalı ile ilgili bozunum genişliği, dallanma oranı ve lepton ileri-geri asimetrisi göz önüne alınan modellerde hesaplanmaktadır. Aynı zamanda, Toprenk-Destekli Teknirenk modelin sonuçları Standart Model'in öngörüleri ile karşılaştırılmakta ve Standart Model'in tahminlerinden Toprenk-Destekli Teknirenk modelin sonuçlarının nasıl ayrıldığı tartışılmaktadır.
Tezde elde edilen çalışmaların öngörüleri ile gelecekte yapılabilecek deneysel bulguların göz önüne alınan bozunum kanalları üzerinde karşılaştırmalarını yapmak, Standart Model Ötesi'nde Yeni Fizik etkilerinin araştırılması esnasında bize yardım edebilecektir.