Consuntivo Scientifico Aleph – Anno 2002 Il completamento delle analisi dei dati raccolti nei dodici anni di vita dell’esperimento, la loro pubblicazione e l’archiviazione dei dati per il loro utilizzo a lungo termine sono state le attivita’ principali della Collaborazione Aleph nell’anno 2002. Nel corso dell’anno sono stati pubblicati i risultati finali relativi alla ricerca del bosone di Higgs e di particelle supersimmetriche. Hanno inoltre visto il completamento importanti misure di fisica degli heavy flavours, in particolare la ricerca di oscillazioni del mesone Bs e la misura della asimmetria avanti-indietro delle coppie bbbar. L’utilizzo dei dati raccolti nel periodo 1996-2000, a una energia nel centro di massa oltre la soglia di produzione del W, per effettuare misure di fisica elettrodebole e completare i test dettagliati del Modello Standard iniziati al polo della Z, e’ continuato. Le pubblicazioni finali sono attualmente in preparazione. Sono stati inoltre affrontati i problemi relativi ad una affidabile archiviazione dei dati al fine di permettere la loro analisi a lungo termine, quando la Collaborazione sara’ terminata. Il contributo dei gruppi INFN a queste attivita’ e’ stato essenziale. Ricercatori dell’ente hanno avuto ruoli importanti nel coordinamento e nello svolgimento delle analisi di fisica sopra elencate. Gli strumenti di calcolo presenti in Italia sono stati preziosi per la produzione di eventi di simulazione alla Monte Carlo. I dati raccolti da Aleph al picco della Z negli anni 1989-1995 hanno permesso misure fondamentali di fisica degli heavy flavours. Tra queste ricordiamo la prima evidenza dell’evoluzione temporale delle oscillazioni del mesone Bd, la misura della massa del mesone Bs, le misure di precisione degli elementi della matrice CKM, |Vcb| e |Vub| . Le analisi sofisticate che hanno permesso di porre un limite inferiore estremamente interessante alla frequenza di oscillazione del mesone Bs, completate nel 2002, si pongono nel solco di questa tradizione. La misura finale e’ il risultato dell’analisi dettagliata di eventi leptonici inclusivi, di decadimenti semi-inclusivi leptone-Ds e di decadimenti del Bs completamente ricostruiti. Dei tre filoni di analisi gli ultimi due sono stati di reponsabilita’ di gruppi INFN. Questa misura rappresenta il risultato a piu’ alta sensitivita’ attualmente disponibile ed e’ la misura di maggior peso nella combinazione mondiale della analisi in frequenza delle oscillazioni del mesone Bs. Grazie a LEP sono state per la prima volta possibili misure di fisica elettrodebole utilizzando gli heavy flavours. Tra queste ha un ruolo di primo piano la misura della asimmetria avanti-indietro dei decadimenti della Z in coppie b-bbar. Questa osservabile e’ la piu’ sensibile all’angolo di mixing elettrodebole, quando non si disponga di fasi polarizzati. Nell’anno 2001 Aleph aveva pubblicato il risultato finale utilizzando tecniche inclusive. All’inizio del 2002 sono stati pubblicati i risultati finali utilizzando i decadimenti semileptonici dei b. Le due tecniche sono sostanzialmente scorrelate e permettono di ottenere una precisione simile. Il canale leptonico ha il vantaggio di permettere l’accesso al settore del charm. I risultati ottenuti da Aleph con le due tecniche sono in buon accordo tra di loro e con le misure dell’angolo di mixing elettrodebole recentemente pubblicate da Aleph utilizzando la polarizzazione del leptone tau e le asimmetrie avanti-indietro leptoniche. Anche in questo caso troviamo fisici INFN tra i responsabili dell’analisi finale. Gli eventi adronici raccolti al picco del Z sono anche una notevole fonte di informazione per la conoscenza delle interazioni forti. Nel corso del 2002 Aleph ha pubblicato uno studio dettagliato degli eventi a quattro jet rilevati alla Z, confrontandoli con le piu’ recenti predizioni NLO. Il risultato finale presenta una delle valutazioni piu’ precise, attualmente disponibili, della costante di accoppiamento forte. Questo studio si confronta in maniera naturale con i dati raccolti ad alte energie. Risultati preliminary relativi alle misure fino a 209 GeV nel centro di massa sono stati presentati alle conferenze estive 2002, la pubblicazione finale e’ in corso di preparazione. Per quanto riguarda la ricerca di segnature del bosone di Higgs e di fisica al di la’ del Modello Standard, l’anno 2002 ha visto la pubblicazione dei risultati finali relativi all’analisi dei dati raccolti alle piu’ alte energie prodotte da LEP. La ricerca del bosone di Higgs, nello scenario previsto dal Modello Standard, si e’ conclusa con la pubblicazione dei risultati definitivi sull’ Higgs neutro alla fine del 2001. L’eccesso di circa 3 sigma rispetto all’aspettazione del background, dovuta a 3 eventi nel canale a 4 jet, e’ stata confermata. A questa misura si sono aggiunte nel corso del 2002 le pubblicazioni delle ricerche in scenari differenti. Ricordiamo tra questi il modello supersimmetrico minimale (MSSM) , gia’ discusso nell’articolo sull’Higgs neutro sopra citato, e piu’ in generale i modelli a due doppietti di Higgs che prevedono la possibilita’ di produrre Higgs carichi; i modelli in cui l’Higgs non accoppia a fermioni (“Higgs fermiofobico”) e modelli in cui l’Higgs accoppia in maniera indipendente dal flavour o solo a leptoni (“flavour independent Higgs”). I risultati delle ricerche in tutti questi scenari sono state pubblicati nel corso del 2002. Nessuna evidenza di fisica al di la’ del Modello Standard e’ stata osservata. Uno sforzo analogo e’ stato fatto per ricercare possibili evidenze di supersimmetrie. Sono stati pubblicati gli articoli finali relativi alla ricerca di sleptoni e squarks. La ricerca di squarks e’ stata estesa, rispetto agli anni precedenti, al canale a quattro corpi, che potrebbe risultare dominante in alcune regioni dello spazio dei parametri. Recentemente a questa pubblicazione si e’ aggiunto uno studio preliminare in cui si considera il decadimento di stop in gluino. Nell’ambito del modello supersimmetrico minimale le ricerche di chargini e neutralini hanno permesso di porre un limite alla particella supersimmetrica piu’ leggera (LSP) anche nell’ipotesi di stau mixing (contributed paper a ICHEP2002, articolo in preparazione). Le ricerche sono state estese al di la’ dei modelli in cui la R-parita’ e’ conservata, sono stati infatti pubblicati i risultati finali riguardanti le decine di topologie a multi-jet, multi-leptoni e missing energy in cui si permette la sua violazione (“R-Parity Violation”). Sono stati analizzati in dettaglio, e pubblicati, gli eventi totalmente neutri con uno o piu’ fotoni e le loro relative interpretazioni, ponendo limiti agli scenari in cui la rottura della supersimmetria e’ mediata da bosoni di gauge (GMSB) e alla possible esistenza di dimensioni spaziali extra. E’ stata pubblicata la ricerca per evidenze di produzione di top singolo, permessa nel caso di flavour changing neutral currents. Ancora una volta queste ricerche, estese e dettagliate, non hanno evidenziato effetti reputabili a fisica al di la’ del Modello Standard. Il contributo dei fisici INFN e’ stato importante, sia dal punto di vista delle funzioni di coodinamento, che nello svolgimento delle analisi. Nel corso del 2002 sono stati fatti passi importanti per la preparazione delle pubblicazioni finali di fisica elettrodebole utilizzando i bosoni W. In particolare e’ stata completata una produzione massiva di eventi di simulazione alla Monte Carlo, circa 150 milioni di eventi di simulazione completa. A complemento di questa produzione e’ stata sviluppata una nuova e particolarmente dettagliata simulazione del calorimetro elettromagnetico, indirizzata alla migliore comprensione dei satelliti negli sciami adronici. Questo sforzo e’ di primaria importanza al fine di completare in maniera robusta e affidabile la misura della massa del W, di cui di prevede la pubblicazione nella prima parte del 2003. Sono in avanzata fase di preparazione anche le misure della sezione d’urto totale di produzione di coppie WW, di altri processi a quattro fermioni, e degli accopiamenti anomali carichi, neutri e quartici. Il contributo dei fisici INFN e’ assai rilevante, in particolar modo per quanto riguarda la misura della massa del W e delle sezioni d’urto di produzione di eventi a 4 fermioni. Infine, come gia’ accennato, sono state prese le misure necessarie al fine di assicurare l’utilizzo dei dati raccolti da Aleph per le analisi a lungo termine. Tutti i dati sono stati archiviati sul sistema ufficiale del CERN, Castor. Tutto il software necessario e’ funzionante su Linux. E’ stato definito un sistema di backup per l’analisi a lungi termine, basato sull’utilizzo di un sistema chiuso composto da laptops-Linux con dischi e lettori DVD. Si prevede che l’utilizzo principale dei dati di Aleph, per le analisi a lungo termine, consista nei test di fisica adronica e nello studio dei parametri di modelli di nuova fisica.