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Interpretation of the CMS and ATLAS simplified models results
Ursula Laa
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Christian Fabjan
DOI
10.25365/thesis.31030
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30059.17609.473969-6
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die beiden LHC Experimente CMS und ATLAS decken ein weites Feld der Hochenergiephysik ab, darunter auch Suchen nach Signaturen, die Hinweise auf Erweiterungen des Standardmodell (SM) der Teilchenphysik liefern. Ein spezieller Fokus wird dabei auf Suchen nach Supersymmetrie (SUSY) gelegt, bisherige Resultate waren allerdings
negativ. Zusätzlich zur Präsentation der Resultate in Form der Zahl beobachteter Ereignisse ist ein heutiger Standard die Interpretation solcher Analysen im Kontext von “Simplified Models”. Dabei werden nur einige wenige neue Teilchen angenommen. In Abhängigkeit von den entsprechenden Teilchenmassen und möglichen Zerfällen wird aus den experimentellen Ergebnissen eine obere Schranke auf die Produktionsrate berechnet. Die Aussage dieser Resultate ist jedoch nicht direkt ersichtlich. Um einen Überblick zu schaffen erstellen die Experimente Massenlimits, die neue Teilchen mit geringeren Massen in dem betrachteten Szenario ausschließen. Dabei müssen verschiedene Annahmen über das zugrundeliegende Modell getroffen werden, die jedoch nicht die allgemeine Situation widerspiegeln. Das hier vorgestellte Programm verwendet einen neuen Ansatz, um die Aussagen der Simplified Models Resultate zu analysieren. Es verwendet ein Schema zur Zerlegung eines theoretischen Modelles sowie eine Datenbank der verfügbaren Resultate. Die Zerlegung berechnet den Wirkungsquerschnitt von allen Topologien, die in einem Modell vorkommen. Diese Topologien entsprechen Szenarien, die in experimentellen Suchen berücksichtigt werden. Daher kann ein theoretisches Modell systematisch mit experimentellen Schranken verglichen werden, und es kann bewertet werden, ob es durch ein
vorhandenes Simplified Models Resultat ausgeschlossen werden kann.
Das Programm wird auf ein SUSY Modell mit eingeschränktem Parameterraum angewendet, wobei zwei Sätze von Parameterpunkten zufällig aus zwei Untermengen des Parameterraums gewählt wurden. Die Resultate geben einen verfeinerten Überblick über ausgeschlossene Teilchenmassen, Abweichungen von den einfachen Grenzwerten der
Experimente werden diskutiert.
Abstract
(Englisch)
The results from the two general purpose detectors at the LHC, CMS and ATLAS, are investigated for signatures expected from different extensions to the Standard Model (SM) of particle physics. These searches focus in particular on supersymmetry (SUSY).
However, so far only negative results were obtained. In addition to presenting resulting event counts, the interpretation of such analyses in terms of ”Simplified Models” has become a standard technique. This means assuming a reduced number of new particles. An upper limit on the production cross section is calculated from the observed results,
depending on the particle masses and the allowed decays. However, the implications of those results are not obvious. As a first approach experiments give mass limits, excluding new particles with low masses for the considered scenario. In doing so they have to make various assumptions about the underlying model which are not reflected in a general model.
The framework presented in this thesis follows a new approach to analyze the implications of the Simplified Models results. It provides a decomposition scheme for theoretical models as well as a database of available results. The decompositon evaluates the cross sections of topologies included in a model. These topologies correspond to scenarios considered in experimental searches. Therefore a theoretical model can be systematically compared to experimental bounds, evaluating whether it can be excluded by at least one Simplified Model result.
The framework is applied in two random scans over a restricted parameter space of SUSY models. The results give a more refined picture of currently excluded particle masses. Differences to the naive mass limits from the experiments are discussed.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
LHC CMS ATLAS supersymmetry Simplified Models
Schlagwörter
(Deutsch)
LHC CMS ATLAS Supersymmetrie Simplified Models
Autor*innen
Ursula Laa
Haupttitel (Englisch)
Interpretation of the CMS and ATLAS simplified models results
Paralleltitel (Deutsch)
Interpretation der CMS und ATLAS Simplified Models Resultate
Publikationsjahr
2014
Umfangsangabe
III, 80 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Fabjan
Klassifikation
33 Physik > 33.56 Elementarteilchenphysik
AC Nummer
AC11680932
Utheses ID
27605
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |