M.Kobel, D. Stöckinger: „Jenseits des Standardmodells: Superymmetrie u.a.“
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VIII. Experimentelle SuchenVIII.1.Hauptsignaturen
Fehlende Energie durch “LSP”s
qq´ 4
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Gleich geladene Leptonen (von 3 oder 2 Leptonen)Beispiel: 3-Lepton Endzustand am Tevatron (H.Fox)
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VIII.2.Experimentelle Probleme
Beispiel: D0 Experiment am Tevatron
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Quellen von „missing ET“ (MET) (Michael Schmitt, CDF)
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Ganz aktuelle „fehlende ET“ Verteilungen vom LHC
ETmiss is sensitive to calorimeter performance
(noise, coherent noise, dead cells, mis-calibrations, cracks, etc.), and cosmics and beam-related backgrounds
All distribution at the EM scale
Event fraction removed by additional cleaning cuts: ~ 10-4
PF jetsCalo jets
Monte-Carlo reproduces data over 5 orders of magnitudes MET tails understanding is in progress
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Annahme des ConstraintMSSM: Vereinigung bei GUT
VIII.3.Interpretation der Suchen
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Fit aller Messungen an constraint MSSM = cMSSM(Peter Wienemann, „Fittino“ Gruppe)
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Suche nach Neutralinos als “LSP”: m47 GeV (P. Bechtle, DIS2004 Konf.)
Grenze in MSSM:
VIII.4. Suchen bei LEPII (1996-2000, ECM <= 208 GeV)
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Grenze für Charginos von LEP2: m103 GeV (P. Bechtle, DIS2004 Konf.)
m/ GeV
m
/
GeV
m
/ G
eV
m/ GeV
~
~~
~
~
upper Limit(pb)
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LEP Gaugino Limits (aus 0.7 fb-1 bei LEPII)
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VIII.5. SUSY Suche an Hadron Kollidern
Suche am Tevatron (M.Wittich, PLHC Konferenz, Juni 2010)
Derzeit Rekordluminositäten von 4x1032cm-1s-1
Aufgenommen seit 2002: 8.6 fb-1 Analysiert: 2-5 fb-1
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Aber nur bei tan= 3 und m0 = 60 GeV !
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Suche nach Squarks und Gluinos
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Interpretation in spezieller SUSY Brechung (mSUGRA)
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Wirkungsquerschnitte beim LHC
600 000 000 Kollisionen/Sekunde
L 1032cm−2s−1 in 2010/11Ecm = 7 TeV
• ~0.1 fb−1 (?) in 2010• ~1 fb−1 in 2011
L = 1033cm−2s−1 in 2013Ecm = 14 TeV
• 10- 30 fb−1 in 2013
L = 1034cm−2s−1 ab 2014 Ecm = 14 TeV
• 100 fb−1 pro Jahr
14 TeV
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Beispiele für Suchstrategien beim LHC
ATLAS ATL-PHYS-PUB-2009-084 (Juli 2009):Inclusive Suche, geordnet nach Topologien (10 TeV, 0.2 fb-1)
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Typische Verteilungen in
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Erwartete Entdeckungs-Sensitivität für 0.2 fb-1 bei 10 TeV
tan = 10 tan = 50
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CMS Ausschluss-Sensitivität skaliert auf 7 TeV (2010)Jets + MET (missing ET): besser als Tevatron schon mit 0.1 fb-1
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CMS 7 TeV2 same-sign Leptons + MET
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VIII.6. Extraktion von SUSY MassenSUSY Spektren am LHC
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Veranschaulichung mit Dalitz Plots(M.E.Peskin TASI Lectures 2008 http://arxiv.org/abs/0801.1928 )
2-KörperZerfall
3-KörperZerfall
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3-Körper Zerfall
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Untergrund des SM (t t ) subtrahiert über: N(ee) + N(µµ) – N(eµ) – N(µe)
2-Körper Zerfall
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SUSY Spektren am zukümftigen Linearkollider ILC
Messung beider Endpunkte Bestimmung beider Massen m
und m
~ ~
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Ausnutzen v. Strahlpolarisation Elektronstrahl:
z.B. für e+e- µ+µ-
Wobei I3 = -½, 0 für a,b = L,R
RL
RLL nn
nnP
:
~ ~
LLRLLL
LLLRRL
RRRLLR
RRLRRR
µµeef
µµeef
µµeef
µµeef
~~98.1||
~~42.0||
~~42.0||
~~69.1||
2
2
2
2