Заключение

Сформулируем основные результаты, полученные в диссертации и представляемые к защите:

1. На основе пакета програм CompHEP разработаны и созданы Монте-Карло (МК) генераторы процессов электрослабого рождения одиночного топ-кварка и фоновых процессов для коллайдеров Tevatron и LHC. Генераторы объединены под одним названием - SingleTop. Впервые на уровне генерации событий для одиночного рождения топ-кварка учтены ведущие поправки (NLO) в разложении по теории возмущений. Проведен феноменологический анализ процессов электрослабого рождения топ-кварков.

2. Разработан новый метод оптимального разделения сигнальных и фоновых событий на основе анализа кинематических сингулярностей диаграмм Фейнмана, дающих вклад в сигнальные и фоновые процессы. На основе предложенного метода найдены оптимальные кинематические переменные и ограничения для выделения процессов рождения одиночного топ-кварка.

3. Результаты феноменологического анализа и МК генераторы были применены к экспериментальному поиску процессов рождения одиночного топ-кварка в эксперименте DØ коллайдера Tevatron (FNAL) при энергии протон-антипротонных взаимодействиях $\sqrt{s}=1800$ ГэВ (Run I) с применением классических методов анализа. Были найдены прямые экспериментальные ограничения на сечения процессов рождения одиночного топ кварка.
   $\sigma({\mbox{$p\bar{p}$}}{\mbox{ $\rightarrow$\ }}tb+X) < 39$ pb (сечение в СМ $\sigma_{SM}^{tb}=0.73\pm0.04$ pb)
   $\sigma({\mbox{$p\bar{p}$}}{\mbox{ $\rightarrow$\ }}tqb+X) < 58$ pb (сечение в СМ $\sigma_{SM}^{tqb}=1.70\pm0.19$ pb)

4. Анализ данных проведен также методом нейронных сетей на базе разработанных генераторов событий и с использованием найденных оптимальных кинематических переменных. В результате ряда численных экспериментов по тренировке сетей на МК-событиях для сигнальных и фоновых процессов были построены оптимальные по архитектуре нейронные сети. В результате применение нейронных сетей позволило улучшить ограничения на сечения рождения одиночного топ-кварка более чем в два раза по сравнению с классическим анализом, основанном на обрезаниях кинематических переменных:
   $\sigma({\mbox{$p\bar{p}$}}{\mbox{ $\rightarrow$\ }}tb+X) < 17$ pb (методом нейронных сетей)
   $\sigma({\mbox{$p\bar{p}$}}{\mbox{ $\rightarrow$\ }}tqb+X) < 22$ pb (методом нейронных сетей)

5. Проведено исследование возможности поиска отклонений от предсказаний Стандартной Модели в структуре $Wtb$ вершины. С этой целью в МК генератор были добавлены аномальные магнитные моменты в $Wtb$ вершину, исследованы кинематические особенности процессов с аномальным вкладом и фоновых процессов. Были найдены возможные контуры ограничения на аномальные вклады в $Wtb$ вершину, которые могут быть получены на коллайдерах Tevatron (Run II) и LHC.

6. Исследовано поведение процессов с рождением бозона Хиггса на коллайдере LEP II в подпороговой и околопороговой области относительно точки $\sqrt(s)=M_H+M_Z$. Продемонстрирована важность учета диаграммы слияния вместе с диаграммой излучения при поиске бозона Хиггса в околопороговой области. Обнаружен интересный эффект отсутствия фона к рождению бозона Хиггса при некоторых значениях $\sqrt(s)$ и $M_H$.