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Publicada porYolanda Ayala Reyes Modificado hace 8 años
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Buscando a SUSY Departamento de Física Bogotá, Colombia Andrés Leonardo Cabrera Mora Seminario de Altas Energías Asesor: Dr. Carlos Ávila
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Contenido Estatus del LHC Problemas del Modelo Estándar Supersimetría El detector CMS Simulación de Eventos SUSY en CMS Resultados 2
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VIDEO 3
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Primer sistema – 50 MeV Segundo sistema – 1.4 GeV Tercer sistema – 26 GeV Cuarto sistema – 450 GeV Quinto sistema – 7 TeV Esquema del LHC
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2010 integrated luminosity log scale (protons) 45 pb -1
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6 LHC 2011 daysFills with L Hz/cm 2 L Int fb -1 4 TeV L Int fb -1 3.5 TeV 160150 ns~5.2e32~2.1~1.9 13575 ns~1.3e33 ~1.6e33 ~1.8e33 ~3 ~3.8 ~4.2 ~2.7 ~3.3 ~3.7 12550 ns~2e33~3.2~2.8
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La partícula de Higgs – Correcciones radiativas divergentes La gravedad Por qué tres generaciones de fermiones y sus masas Problemas del Modelo Estándar 8
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Lo que conocemos Toda la materia que conocemos compone el 4% de la materia total del universo (protones, neutrones, electrones, etc) ¿Dónde esta el resto? 74 % Energía Oscura 22 % Materia Oscura 9
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Composición de la materia BosonesFermiones QuarksLeptones Modelo Estándar Supercompañero Boson Fermion Masas Grandes 10
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Composición de la materia BosonesFermiones QuarksLeptones Modelo Estándar Supercompañero Boson Fermion Masas Grandes 11
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Supersimetría Corrige problemas teóricos del SM Candidato a materia oscura (LSP) 12
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Supersimetría Numero grande de parámetros – Solución: Minimal Supergravity + GUT (M-SUGRA) 13
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Minimal Supergravity + GUT Reduce el número de parámetros a 5 – m 0 (masa común escalar) – m 1/2 (masa común de los gauginos) – A 0 (parámetro de interacción trilineal ) – tan β (proporción de los valores esperados del vacio de Higgs) – Signo de μ (parámetro de masa del Higgsino) Rompimiento de simetría por interacciones gravitacionales Paridad R 14
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Paridad R La partícula supersimétrica mas liviana (LSP) es estable El decaimiento de productos de spartículas debe contener un número impar de LSPs. Las supercompañeras de las partículas del SM deben ser producidas en pares. 15
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Parámetros de MSUGRA de CMS 16
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Canales de Producción 17 Squark-GluinoSquark-Squark
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Topología de Eventos SUSY 18
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¿CÓMO BUSCAR SUPERSIMETRÍA? 19
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R/. Con Colisionadores de Partículas 20
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Experimento CMS 21
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Diagrama Sección Transversal Experimento CMS 22
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23 Simulación de Eventos SUSY Simulación Cruda (Señales Digitales) Simulación Cruda (Señales Digitales) Reconstrucción de datos (Objetos Físicos) Reconstrucción Específica ANALIZADOR (Implementación de Cortes) ANALIZADOR (Implementación de Cortes) Simulación pp (Pythia) Simulación pp (Pythia) Simulación del detector (Geant4) Resultados Físicos
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Proceso de Simulación GRID UNIANDES GRID CERN 100 eventos = 6 horas 1 millón de eventos = 6.84 años 1 millón de eventos = 60 horas 24
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VIDEO 25
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Señal de Interés 26
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Energía Transversa Faltante 27
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Jets 28
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Parámetro η : La seudorapidez 29
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Cortes aplicados a muones 30
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Cortes aplicados a electrones 31
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32 Cortes aplicados a jets
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33 Corte aplicado a MET MET ≥ 100 GeV
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Sensibilidad alrededor de LM0 34 Se dejan fijos los parámetros tan β sign(μ)
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Simulaciones Realizadas 35
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RESULTADOS OBTENIDOS 36
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MET para LM0/LM1 37 LM0 sin cortes LM0 con cortes LM1 con cortesLM1 sin cortes
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MET para algunas variaciones 38 Variaciones con cortesVariaciones sin cortes
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Momento Transverso de los Muones 39 LM0 sin cortesLM0 con cortes LM1 con cortes LM1 sin cortes
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Momento Transverso de los Muones 40 Variaciones con cortes Variaciones sin cortes
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Numero de Jets 41 LM0 sin cortesLM0 con cortes LM1 con cortesLM1 sin cortes
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Numero de Jets 42 Variaciones con cortes Variaciones sin cortes
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Numero de Muones 43 LM0 sin cortes LM0 con cortes LM1 con cortesLM1 sin cortes
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Numero de Muones 44 Variaciones con cortesVariaciones sin cortes
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Coeficiente Señal a Ruido 45 LM0 Variación 2 LM1
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Conclusiones MET es la variable mas determinante a la hora de hacer búsquedas SUSY. Corte en 100 GeV. Momento transverso y número de jets depende de los parámetros de MSUGRA y los algoritmos de reconstrucción, no son confiables para identificar SUSY. Sección eficaz es muy sensible al cambio en m 1/2 Número de muones no discrimina por si misma los eventos SUSY. 46
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Conclusiones Limitantes: Número de eventos simulados – Capacidad de computo – Capacidad de almacenamiento Considerar hacer un estudio de otras señales de SUSY para la “Variación 2” dado que se diferencia suficiente de LM0 y LM1 y tiene un coeficiente señal a ruido alto. 47
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Resultados Luminosidad Actual 48 Luminosidad CMS (Pb -1 )No EventosEventos que pasan Señal Lm034,71350,872,70 Lm134,7169,610,68 Var1Lm0:34,7497,430,33 Var2Lm0:34,74742,684,55 Var3Lm0:34,7258,890,85 Var4Lm0:34,7183,080,42 Var5Lm0:34,72661,380,97 Var6Lm0:34,7229,840,36 Background wjets:34,7838699,000,000 wwevents:34,7971,600,000 wzevents:34,7364,350,000 zjets34,783280,000,000 zzevents34,7149,210,004 qcdpt17034,7883809,000,000 qcdpt30034,743583,200,000 qcdpt80034,775,850,000 qcdpt140034,70,390,000 qcdpt47034,73052,910,000 TTBar:34,73272,210,848 Total Background0,85
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Resultados Luminosidad esperada 2011 49 Luminosidad CMS (Pb -1 )No EventosEventos que pasan Señal Lm0200077860,00155,59 Lm120009776,0039,11 Var1Lm0:200028670,1419,00 Var2Lm0:2000273353,26262,33 Var3Lm0:200014921,4948,71 Var4Lm0:200010552,3523,99 Var5Lm0:2000153393,7556,10 Var6Lm0:200013247,5220,92 Background wjets:2000483400000,00 wwevents:2000560000,00 wzevents:2000210000,00 zjets200048000000,00 zzevents200086000,23 qcdpt1702000509400000,00 qcdpt300200025120000,00 qcdpt800200043720,00 qcdpt14002000220,00 qcdpt47020001759600,00 TTBar:200018860048,87 Total Background49,10231055
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MUCHAS GRACIAS 50
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BACKUP SLIDES 51
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Unidades de Planck básicas 54 NombreDimensiónExpresión Equivalencia aproximada en el Sistema Internacional Sistema Internacional Tiempo de PlanckTiempoTiempo (T)5.39121 × 10 -44 ss Longitud de PlanckLongitudLongitud (L)1.61624 × 10 -35 mm Masa de PlanckMasaMasa (M)2.17645 × 10 -8 kgkg
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Problemas del Modelo Estándar La partícula de Higgs – Correcciones radiativas divergentes 56
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Problemas del Modelo Estándar La partícula de Higgs – Pero… Tenemos Supersimetría – Con la corrección obtenemos 57
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Espectro de Partículas del MSSM 58
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Lagrangiano MSSM 59
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Decaimientos 60
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Background 61
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Background 62
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No Squarks or Gluinos have been Found. Previous experiments at CERN and at Fermilab have set limits for squarks and gluinos masses. No SUSY has been observed. Previous Searches Results 63
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Búsquedas previas Con un nivel de confiabilidad de 95% se logran límites inferiores para las masas de las partículas, de 379 GeV para squarks y de 308 GeV para gluinos en el marco de supergravedad mínima con tan(b) = 3, A0=0 y m<0. 64
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Búsquedas previas 65
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Campo externo 66
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Señal de Interés 67
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Eficiencia en la detección de Muones 68
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Jets: from parton to detector level Higher order QCD processes LO hard processSoft processes QCD partons jets of hadrons detector signals 69
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70 Background Momento Transverso de los Muones
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Luminosidad Integrada del CMS 71
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Resultados Simulaciones 72 Numero de eventosSuperaron cortesEficiencia %Xsection (Pb)Luminosidad (Pb -1 ) Señal Lm01576293150,1998438,934049,04 Lm11152364610,400054,8923575,29 Var1Lm0:86000570,0662814,345999,27 Var2Lm0:1438001380,09597136,681052,12 Var3Lm0:1112003630,326447,4614904,68 Var4Lm0:651001480,227345,2812338,48 Var5Lm0:95700350,0365776,701247,77 Var6Lm0:1406002220,157896,6221226,61 Background wjets:15600000,0000024170,006,45 wwevents:9228000,0000028,003295,71 wzevents:11118000,0000010,5010588,57 zjets12000000,000002400,0050,00 zzevents10980030,002734,3025534,88 qcdpt17019590000,0000025470,007,69 qcdpt30016200000,000001256,00128,98 qcdpt80015200000,000002,1969533,39 qcdpt14007770000,000000,016925133,69 qcdpt47016230000,0000087,981844,74 TTBar:270160700,0259194,302864,90
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Background Momento Transverso de los Muones 73
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DIAPOSITIVAS NUEVAS 74
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