Szuperszimmetria és keresése az LHC-nálhorvath/Talks/2007/HD_SUSY_Gyt_2007... · 2010-01-17 · Szuperszimmetria és keresése az LHC-nál Elméleti ﬁzikai iskola, Gyöngyöstarján,

Szuperszimmetria és keresése azLHC-nál

Elméleti fizikai iskola, Gyöngyöstarján,2007.11.06.

Horváth Dezso

MTA KFKI Részecske– és Magfizikai Kutatóintézet, Budapest

és ATOMKI, Debrecen

Horváth Dezso: SUSY-keresés az LHC-nál Gyöngyöstarján, 2007.10.28. 1. fólia – p.1

VázlatA Standard Modell problémái.

A Minimális Szuperszimmetrikus Standard Modell.

Korlátozó kísérletek

Elektrogyenge adatok illesztése

BR(b→sγ) mérések B-gyáraknál

A müon anomális mágneses momentuma (BNL)

WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)

DM direkt (nem-)észlelése ν-detektorokkal

Az MSSM–részecskék keresése.

Irodalom:S.P. Martin: A supersymmetry primer, hep-ph/9709356, 2006

Luc Pape és Daniel Treille: Supersymmetry facing experiment: much ado (already)about nothing (yet), Rep. Prog. Phys. 69 (2006) 2843


A Standard Modell problémái – 13 független összetevo: U(1)Y ⊗ SU(2)L ⊗ SU(3)C

Gravitáció? S = 2 graviton?

Aszimmetriák: jobb ⇔ bal világ ⇔ antivilág

Mesterséges tömegkeltés: Higgs-tér kívülrol

Rengeteg alapveto részecske:8 + 3 + 1 + 1 = 13 bozon3 × 2 × (2 + 3 × 2) = 48 fermion

Töltéskvantálás: Qe = Qp, Qd = Qe/3

Miért éppen 3 fermioncsalád?Eredetileg: Minek a müon??

Nukleon spinje: hogyan áll össze 1/2-dé?


A Standard Modell problémái – 219 szabad paraméter:

3 csatolás: α, ΘW , ΛQCD

2 Higgs: MH , λ

9 fermion-tömeg: 3 × Mℓ, 6 × Mq

CKM-mátrix 4 paramétere: Θ1, Θ2, Θ3, δ

QCD-vákuum: Θ

Mν > 0 ⇒ +7 paraméter

Sötét anyag és energia ??Univerzum tömegének

4%-a közönséges anyag (csillag, gáz, por, ν)23 %-a láthatatlan sötét anyag73 %-a rejtélyes sötét energia


Csatolási állandók

[GeV])µ(10

log2 4 6 8 10 12 14 16 18

0

10

20

30

40

50

60 Standard Model)µ(-1

1α

)µ(-12α

)µ(-13α

αi: SU(i) csat. állandója

Majdnem találkoznak µ ∼ 1013 − 1016 GeV-nél

Egyesíthetok a kölcsönhatások?


A hierarchia-probléma

Higgs-potenciál: V = m2HΦ2 + λΦ4 m2

H ∼ −(100GeV)2

Korrekciók Higgs-tömeghez:Fermion-hurok:

∆m2H = |λf |2

8π2 [−Λ2UV +6m2

f ln ΛUV

mf+ . . .]

top-kvarkra λt ≈ 1

UV-levágás: ΛUV > 1014 GeV!

HH

f−

f

Higgs-paraméterek hangolása 10−12 pontosságig!

Ha lenne nehéz skalár részecskepár:

∆m2H = λS

16π2 [+Λ2UV −2m2

S ln ΛUV

mS+ . . .]

f ↔ S1, S2: λS = λ2f ; mS = mf

Λ2-es korrekciók kiesnének

H H

S


Szuperszimmetria (SUSY)Fermionok és bozonok párban:

Q|F>= |B>; Q|B>= |F> mB = mF

Azonos részecskék, csak spinjük különbözik

Kis energián sérül, partnereket nem látjuk: nagyobb tömeg?

Minimális SUSY-menazséria (MSSM)

Királis multiplettek mérték-multiplettek

S=1/2 S=0 S=1 S=1/2

kvark: qL, qR szkvark: q1, q2 foton: γ fotíno: γ

lepton: ℓL, ℓR szlepton: ℓ1, ℓ2 gyenge W± wino: W±

bozonok Z zino: Z

higgszínó: Φ, Φ′ Higgs: Φ, Φ′ gluon: g gluínó: g

Skalár fermion: szfermion, bozon párja: bozínóHorváth Dezso: SUSY-keresés az LHC-nál Gyöngyöstarján, 2007.10.28. 7. fólia – p.7

A fermionok MSSM-partnerei

Leptonok (S = 12) skalár leptonok (S = 0)

e, µ, τ e, µ, τ

νe, νµ, ντ νe, νµ, ντ

Kvarkok (S = 12) skalár kvarkok (S = 0)

u, d, c, s, t, b u, d, c, s, t, b

XL, XR ↔ X1, X2

Antirészecske ↔ antipartner


A bozonok MSSM-partnerei

Elemi bozon spin SUSY-partner spinfoton: γ 1 fotínó: γ (bínó: B0) 1

2

gyenge bozonok: 1 wínó: W+, W− (W0) 12

Z, W+, W− 1 zínó: Z 12

gluonok: g1, ... g8 1 8 gluínó: g1, ... g812

Higgs-terek 0 higgszínók 12

H01, H0

2, H+1 , H−

2 H01, H0

2, H+1 , H−

2

graviton 2 gravitínó 32

Párosítás minden spontán szimmetriasértés(SUSY-sértés, Higgs-mechanizmus) elott

Azonos számú szabadsági fok:S = 1 bozonoknál 2 helicitás

Közös nevük gaugino (mértékínó?)Horváth Dezso: SUSY-keresés az LHC-nál Gyöngyöstarján, 2007.10.28. 9. fólia – p.9

SUSY, folyt.

2 Higgs-dublett ad tömeget felso és alsó fermionoknakmL = mR, de mL 6= mR

8 Higgs-tér ⇒ 5 Higgs-bozon: h0, H0, A0, H±

Higgs-paraméterek: tgβ = v1/v2, tömegek

SUSY kvantumszáma: R-paritás R = (−1)3B−L+2S

R = +1 részecske, R = −1 szrészecske

Ha R megmarad, legkönnyebb szrészecske (LSP) stabilR-paritás nagyon nem sérülhet: látnánk

Ha LSP semleges: sötét anyag lehet (ρ ≈ 0, 1 GeV/cm3!!)MSSM: R-paritás megmarad

Spontán Higgs-mechanizmus:nagy negatív top-korrekciók V (Φ) µ2-es tagjához


MSSM: menazséria


MSSM: mértékcsatolási állandók

Sok új részecske ⇒ több hurokkorrekció


Szuperszimmetria?

Szuperszimmetria nyilvánvalóan sérül:nincsenek ilyen részecskék,

legfeljebb sokkal nagyobb tömeggel

Mire jó egy sérülo szimmetria?

Higgs-mechanizmus:szimmetriasérto tér ⇒ tömegek, renormálhatóság

A Higgs–tér sért egy létezo szimmetriátm

SUSY bevezet egy nem-létezot

Mindez egy racionális, kiszámítható elméletért


Szuperszimmetria:+ és−

+

elmélet természetessége

világegyetem hideg sötét anyaga (23 %)

kölcsönhatások egyesítése

gravitáció beépítése

DE:

−SUSY-sértés mechanizmusa??

sokféle modellfelépítés

rengeteg új paraméter

m ∼ 100 GeV alatt nem látjuk

bár a SUSY-t már 50%-ig felfedeztük!!(a SUSY-részecskék felét (1 híján :-) látjuk...)


SUSY-sérülés mechanizmusaLagrange-suruségben SUSY-sérto potenciál

Sértés nem kicsi, mert SUSY-részecskék nehezek

Szleptonok-leptonok nem keverednek másokkal⇓

m(e1)2 + m(e2)

2 = 2m(e)2 ??

MSSM

Rejtett szektor

Ízre érzéketlen

kölcsönhatás Látható szektor

SUSY−sértés eredete

Rejtett szektor szimm-sértése (vákuum-várható értéke,VEV) F


SUSY-sértés mechanizmusai: PMSB

PMSB (mSUGRA):Planck-scale mediated SUSY-breaking,

minimális szupergravitáció

Planck-energiánál (MP ∼ 1019 GeV) új fizika gravitációval

Látható szektorban msoft ∼ F/MP tagok

msoft ∼ párszáz GeV ⇒SUSY-sértés skálája

√F ∼ 1010 − 1011 GeV

Szuper-Higgs-mechanizmus ⇒Gravitínó tömege m3/2 ∼ F/MP ∼ többi

MSSM-részecskéé


SUSY-sértés mechanizmusai: GMSB

GMSB: Gauge-mediated SUSY-breaking

SUSY-sérto kh: elektrogyenge és QCD új hordozórészecskével

Messenger: új szupermultiplett

csatolás sp. szimm.-sérto térrel (VEV: F )

U(1)Y ⊗ SU(2)L ⊗ SU(3)C kölcsönhatás MSSM-szektorral

msoft ∼ αa

4πF

Mmesstagok

αa

4π: huroktényezo;

√F ∼ Mmess ∼ 104 GeV

Szuper-Higgs-mechanizmus ⇒gravitínó tömege m3/2 ∼ F/MP ≪ többi MSSM-részecskéé

LSP = gravitínó, könnyu és észlelhetetlen (csak grav. kh.)

GMSB-t emiatt kevésbé szeretjük!


A MSSM tömeg-sajátállapotaiElektrogyenge szimmetria-sértés

⇓MSSM-fermionok keverednek ⇒ tömeg-sajátállapotok

Elektrogyenge gaugínók + higgszínók ⇒chargínók és neutralínók

γ, W±, Z; H01, H

02, H

± ⇒ χ±1 , χ±

2 ; χ01, χ0

2, χ03, χ0

4tömeg no az index-szel

Legkönnyebb SUSY-részecske (LSP)mSUGRA: χ0

1 vagy GMSB: gravitínó (G)

SUSY-sérülés ⇒ rengeteg (> 100) új paramétertömegek, csatolások, keveredések

Rengetegféle SUSY-modell, óriási paramétertér, különfélekorlátozás.


SUSY-modellek

A SM kiterjesztései

Szuperszimmetria

MSSM124 par

GMSB

mGMSB 6 par

MSSMmegszorítva

6 par

mSUGRA 5 par

modellek

R-paritástsértõ

+45 par

Mértékbozonos kommunikáció a látható világgal LSP = gravitinó

Gravitációs kommunikáció a látható világgal LSP = c1

0

A SUSY-sértés eredete ismeretlen:- különbözõ modellek- sok paraméter


Az MSUGRA-modell paramétereiSok egyszerusíto megszorítás (határfeltétel),> 100 ⇒ 5 vagy 6 paraméter, pl.:

m1/2: szfermiontömegek a nagy egyesítésenergiájánál(GUE ∼ 1014 − 1015 GeV)

m0: bozínótömegek (GUE)

A0: SUSY-sérto hármas (X–Y–Higgs) csatolásiállandók (GUE)

tan β = v1/v2: felso és alsó Higgs-tér vákuumbelivárható értékének hányadosa

mA: az egyik Higgs-bozon tömege

µ: higgszinók keveredési paramétere (ált. csak elojel)


Az GMSB-modell paraméterei

Mmess: messenger-skála, átlagos messenger-tömeg

Λ = F/Mmess: a messenger-szupermultiplett skalárkomponenseinek tömeg-felhasadása.

N ≤ 5 − 10: messenger-index

tan β = v1/v2: Higgs-terek VEV-aránya

sign(µ): higgszínó-keveredés

...: egyet még idonként hozzátesznek...


Még rengeteg modell van


C(onstrained)MSUGRA vagy CMSSM

Elméleti korlátozások, megszorítások

A0 ≤ 0

signµ = +

10 ≤ tan β ≤ 50


Kísérleti korlátozások, megszorítások

SUSY-jelenséget nem észleltünk, negatív mérések aparaméterteret korlátozzák

LEP-mérések: Higgs-szektorSM-Higgs tömege keresésbolMH > 114.4 GeV; H ∼ h0

Elektrogyenge adatok illesztéseSemleges Higgs-bozonok (h és A) keresése

BR(b→sγ) mérések B-gyáraknál

A müon anomális mágneses momentuma (BNL)

WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe):sötét anyag (DM) mennyisége, indirekt

DM direkt (nem-)észlelése ν-detektorokkal


A SM érzékenysége Higgs–tömegre

Illesztés jósága Higgs-tömeg

függvényében

különbözo elméleti becslésekre

Legjobb: mH ≈ 85 GeV

De LEP: 114 GeV < MH

(sárga)

Illesztés: MH < 144 GeV

(95 % konfidencia

∼ ∆χ2 = 2, 7) 0

1

2

3

4

5

6

10030 300

mH [GeV]

∆χ2

Excluded Preliminary

∆αhad =∆α(5)

0.02758±0.00035

0.02749±0.00012

incl. low Q2 data

Theory uncertainty

mLimit = 144 GeV

LEP Electroweak Working Group

http://lepewwg.web.cern.ch/LEPEWWG/


b → sγ: FCNC-bomlás

Ízváltoztató semleges áramSM tiltja ⇒ tiszta hurokhatás

Új fizika léphet fel

Γ(b→sγ)

Γ(b→Xeν):

CLEO, BELLE, BABAR átlaga:

3, 35+0, 50

−0, 44

× 10−3

SM: (3, 22 ± 0, 09) × 10−3

Mérés: SM-lel egyezik⇓

MSSM-re korlátozás

SM

W

b st

γ

u,c,t~ ~~

+_χ~MSSM

γ

sbCLEO, Cornell

BABAR, Stanford BELLE, Tsukuba


A müon mágneses momentuma

µµ

= −ge~

2mµcS

Ο(α )2

+ + ++ + ...

f

Ο(α)+ + + ...g = 2

µ

Pontszeru Dirac-fermion: g = 2

Anomális rész: a = g−22


Anomális m.m.: mérésekAnomális mágneses momentum: a = g−2

2

Miért mérjük?

aµ(SM) = aµ(QED) + aµ(weak) + aµ(hadr) + aµ(??)

Eltérés mögött új fizika vagy pontatlan számítás

2006-os állapot:

ae × 109 aµ × 109

QED-jóslat 1159652.4 (4) 1165847.190 (4)hadronkorrekcióval — 1165918.6 (8)kísérlet (BNL) 1159652.186 (4) 1165920.8 (6)


Brookhaveni (g-2) kísérlet


Brookhaveni (g-2) kísérlet


Kozmikus háttérsugárzásArno Penzias és Robert Wilson, 1964

(Nobel-díj, 1978)Kiszurhetetlen mikrohullámú háttérsugárzás

Modell: T=3 K kozmikus sugárzás (CMB)

COBE: COsmic Background ExperimentT = 2, 728 K, pontos Planck-eloszláseredetileg 3000 K-es fotonok lehülése

(1000-szeres!) táguláskorHelyi irány-anizotrópia: magok galaxisok

kialakulásához

Megerosítés, sokkal pontosabban:WMAP: Wilkinson Microwave Anisotropy Probe

John C. Mather és George F. Smoot (COBE):Nobel-díj, 2006

A COBE urszonda


A COBE anizotrópiája

Vörös = 2,721 K kék = 2,729 KDipól: Nap mozgása

Tejútrendszer

Maradék anizotrópia


A WMAP anizotrópiája, 2001-2003


A WMAP eredménye, 2001-2003

Akusztikusspektrum: rezgési

módusok

Csúcsok helye:sötét anyag nem

barionos


Sötét anyag

Spirálgalaxisoksebessége kifelé

nem csökken,

pedig Kepler II:v = GM (r)

r

Sokkal többgravitáló anyag,

mint látható

Micsoda?WIMP...

SUSY??

Látható tömegsuruség ∼ luminozitás:ρlum(r) ∼ I(r)

De ρM (r) 6= ρlum(r)!


Univerzum anyagösszetétele

Jelenleg: lapos, anyag-dominálta Univerzum:(ΩM >> ΩR)

Barionos anyag (csillagok, fekete lyukak, por, gáz):ΩB ∼ 4%

Csomósodó, nem-barionos, hideg sötét anyag(galaxisok spirálkarjai): ΩCDM ∼ 26%

Gyorsuló tágulás:sötét energia ΩΛ ∼ 70%


WMAP utáni CMSSMHideg sötét anyag surusége (nagy távolságokra átlagolva)

< ρDM > ≈ 1, 2 × 10−6 GeV/cm3

Tejútrendszer dinamikája ⇒ ρittDM ≈ 0, 3 GeV/cm3!!

WIMP: Weakly Interacting Massive Particle?Remek jelölt: LSP χ0

1, ν, G

ν kiesik (direkt keresés ν-detektorokkal),gravitínót nehéz megfigyelni (:-)

Megszorítás: Megfigyelt ρDM összeegyeztetheto-e:

korai Univerzum: LSP + más SUSY-rész. annihilációhatáskeresztmetszetével közönséges részecskékre;

most: LSP + LSP annihilációéval?

Komoly korlátok MSSM paraméter-terébenM. Battaglia et al, Eur. Phys. J. C33 (2004) 273


MSSM-tömegspektrum: eloítéleteinkHa szkeptikusak is maradunk, nem árt tudnunk, miket gondol a

modellépítok többsége (S.P. Martin után, szabadon)

R-paritás nemigen sérül

LSP: χ01 vagy gravitínó

Gluínó tömege M3 ≡ m(g) ≫ m(χ01), m(χ0

2), m(χ±1 )

m(ui) ∼ m(di) ∼ m(ci) ∼ m(si) ≫ m(ℓi)

m(ui) ∼ m(di) ∼ m(ci) ∼ m(si) > (0, 6MSUGRA . . . 0, 8GMSB)m(g)

m(uL) ≥ m(uR) . . . m(sL) ≥ m(sR) ésm(eL) ≥ m(eR), m(µL) ≥ m(µR) mert M2

L ∼ M2R + 0, 5m2

1/2.

t1, b1 a legkönnyebb szkvarkok és τ1 a legkönnyebb töltött szlepton(keveredés, Higgs-csatolás)

m(h0) . 150 GeV ≪ m(A), m(H±), m(H0)


A hiányzó MSSM-menazsériaFajta spin R-paritás mérték-sajátállapot tömeg-sajátállapot

Higgs-bozonok 0 +1 H01, H0

2, H+1 , H−

2 h0, H0, A0, H±

uL, uR, dL, dR u.a.

szkvark 0 -1 sL, sR, cL, cR u.a.

tL, tR, bL, bR t1, t2, b1, b2

eL, eR, νe u.a.

szlepton 0 -1 µL, µR, νµ u.a.

τL, τR, ντ τ1, τ2, ντ

neutralínó 1/2 -1 B0, W0, H01, H0

2 χ01, χ0

2, χ03, χ0

4

chargínó 1/2 -1 W±, H+1 , H−

2 χ±1 , χ±

2

gluínó 1/2 -1 g u.a.

goldstínó 1/2 -1 G u.a.

gravitínó 3/2


SUSY-keresés

Párban keletkezhet, csak másik SUSY-ra bomolhat(ha R megmarad)

A legkönnyebb (LSP) stabil, semleges, észlelhetetlen

Jele: hiányzó energia

Tipikus SUSY-bomlások (LSP = χ01):

szkvark: q→q + g; q + χ01

szlepton: ℓ→ℓ + χ01

gluínó: g→q + q + χ01; g + χ0

1

wínó: W→e + νe + χ01


SUSY-keresés az LHC-nál

Keress SM-várakozás fölötti többletet sokjetes, nagyEmiss

T eseményekbol.

Ha van, járd körbe, valódi-e.

Ha valódi, hajts végre rajta elore egyeztetettSUSY-válogatást.

Keress sajátos jellemzoket (pl. hosszú-élettartamúszleptonokra).

Keress b-jeteket, leptonpárokat, τ -t.

Határozd meg a SUSY-paramétereket globális illesztés-sel, levágások keresésével.


SUSY-keresés: tömegspektrum

Tömegspektrumlevágása:

Pl. χ02→ℓℓ→ℓ+ℓ−χ0

1

Mmaxℓℓ =

mχ0

2

√

1 − m2ℓ/m2

χ0

2

×√

1 − m2χ0

1

/m2ℓ


SUSY-keresés: PDG-2006






Collider Detector at Fermilab (CDF)


Pszeudorapiditás(η)

Hadron- és nehézion-ütközések fontos jellemzoje

η = − ln tgΘ2 θ

pnyaláb

részp

Polárszög helyett használatos


CDF-esemény:tt→eνµνbbEseményszám vs. (Φ, η)


Rejtélyes események a CDF-ben

Z’(M = 371 GeV) → e+e− ??


pp→e+e−γγ

Elméleti cikkek özöne próbálta magyarázni SUSY??Horváth Dezso: SUSY-keresés az LHC-nál Gyöngyöstarján, 2007.10.28. 50. fólia – p.50

CDF: Halloweenfoton + jet


A CMS SUSY-ellenorzési pontjai

SUSY benchmarkpoints

MSUGRA!Ott keresünk,

ahol világos van

LM: Low Mass

HM: High Mass

LM1 a kedvenc


CMS: SUSY-tesztpontok

A = 0

tan β = 10

µ > 0


SUSY tesztpontok és a korlátozások

Kék csík:WMAP-megengedte régió


SUSY elérési pontokµ±µ± eseményekkel


SUSY elérési pontokµ±µ± eseményekkel


Leptonpárok tömegspektruma LM1-benA = 0, µ > 0, tan β = 10

m0 = 60, m1/2 = 250 GeV/c2

∫

Ldt = 1 fb−1

Jel: χ02→ℓRℓ→ℓ+ℓ−χ0

1

m(χ02) = 180

m(ℓR) = 119

m(χ01) = 95 GeV/c2

Háttér: p + p→ t + t + X

Mmaxℓℓ = (80.42 ± 0.48) GeV/c2

MSSM jóslat: 81.04 GeV/c2


Ütközonyaláb hozama: luminozitásL = fnN1N2

A

f : körfrekvencia; n: csomagok számaN1, N2 részecske/csomag; A:

nyalábok átfedése

σ hkm-u reakció gyakorisága ǫ

hatásfoknál R = ǫσL

Integrális luminozitás: (fb−1)

Gyorsító ütközési idoszak∫

Ldt

energia (fb−1)

Tevatron 2 TeV 2001-2006 2,5

LHC 14 TeV elso pár nap 0,1

LHC 14 TeV elso pár hónap 1

LHC 14 TeV elso év (kis int.) 10


Az LHC muködésének elso idoszaka

1. Értsük meg a detektort: muködés, trigger, kalibráció

2. Mennyire hiteles a szimulációnk? Leírja a SMfolyamatait és a detektort? Egyezik a mérteloszlásokkal?

3. Keresd, amit vársz, vedd észre, amit nem vársz.Látunk eltérést (többletet) valamilyen eloszlásban aháttérszimulációhoz képest? Új fizika vagy hibásháttérbecslés?

4. Új fizika! Keresünk levágást valamilyentömegeloszlásban.

5. Ha tényleg új fizika: SUSY vagy valami más? Melyikmodell? Milyen paraméterekkel?


LHC: a Jó, a Rossz és a Csúf

JóHatalmas felfedezési potenciál:nagy energia, sokféle ütközés,

óriási luminozitás.

RosszRettenetes SM háttér, az

érdekesebb dolgok elofordulásigyakorisága 10−6 − 10−3

Csúf

Az érdekes folyamat melletteseményenként még 10-20 p-p

ütközés, hatalmas kombinatorikusháttér.


MSSM Low Mass 1 (LM1): stop-keresésGluino dominálja: σtot(g) = 49.66 pb

m(g) = 611 GeV; m(t1) = 411 GeV;m(χ+

1 ) = 180 GeV

m(χ02) = 180 GeV; m(χ0

1) = 95 GeV; χ02 9 χ0

1 Z

BR(g→t1t + t1t) = 2 × 3.21%; BR(t1→bχ+1 ) = 63%

BR(χ+1 →νℓLℓ) = 3 × 18%; BR(ν→χ0

1ν) ≈ 100%

BR(χ+1 →τ1ντ ) = 41%; BR(τ1→χ0

1τ ) = 100%

Keresési csatorna:

g→t1t t→bW→bqq′ t1→bχ+1 →bℓ+ + Emiss

BR(g→jel) = 1.5%


Stop-keresés LM1-ben

Stop-végállapot:

b-jet + ℓ± + Emiss

Stop-jel:

Minv(ℓ±b) levágás at Emiss < 180

GeV

Azonosítás: t → 3 hadronzápor

LM1 stop MC és CMS-rekonstrukció + ROOT:6630 generált t1 esemény (100 /fb)

Azonos válogatás generált és rekonstruált eseményekreBR(tt1→signal) = 23% ∼ 1500 jó esemény


Top és W rekonstrukció tiszta jelre

Generált

Rekonstruált

Izolált lepton + legalább 3 izolált jetj1 + j2 legközelebb M jj

inv = 80.4 GeV-hez, j3 → M3jinv = 174.3

GeV

Minv40 60 80 100 120 140 160 180 200

Eve

nts

0

100

200

300

400

500

600

700

800

GenWmass GenWmassEntries 1743Mean 80.6RMS 5.374

/ ndf 2

χ 26.9 / 37p0 75.2± 2968 p1 0.082± 1.992 p2 0.04± 80.54

Nlep=1 Njet>3 pTlep>30 pTjet>20 DRjet>0.6

Generated 2j-mass closest to W

GenWmass

Minv50 100 150 200 250 300

Eve

nts

0

100

200

300

400

500

600

GentMass GentMassEntries 1743Mean 174.2RMS 16.01

/ ndf 2

χ 194 / 59p0 102.5± 3920 p1 0.168± 4.175 p2 0.1± 174.2

Generated 3j-mass closest to t

GentMass

Minv50 100 150 200 250 300

Eve

nts

0

100

200

300

400

500

600

GentMassW GentMassWEntries 1697Mean 173.8RMS 15.23

/ ndf 2

χ 175.6 / 56p0 99.5± 3865 p1 0.166± 4.132 p2 0.1± 174.2

Generated 3j-mass closest to t, M(W)<90

2005-07-23 10:55:22

GentMassW

Minv40 60 80 100 120 140 160 180 200

Eve

nts

0

100

200

300

400

500

RecWmass RecWmassEntries 2734Mean 82.23RMS 12.32

/ ndf 2

χ 133.2 / 73p0 89.8± 4571 p1 0.183± 6.066 p2 0.08± 80.61

Reconstructed 2j-mass closest to W

RecWmass

Minv50 100 150 200 250 300

Eve

nts

0

20

40

60

80

100

120

140

RectMass RectMassEntries 2734Mean 179.4RMS 32.43

/ ndf 2

χ 114 / 79p0 140.2± 6887 p1 0.94± 30.86 p2 0.4± 174.2

Reconstructed 3j-mass closest to t

RectMass

Minv50 100 150 200 250 300

Eve

nts

0

20

40

60

80

100

120

140

RectMassW RectMassWEntries 2397Mean 176.3RMS 29.75

/ ndf 2

χ 88.48 / 79p0 131.9± 6185 p1 0.87± 28.22 p2 0.4± 173.6

Reconstructed 3j-mass closest to t, M(W)<90

RectMassW

Lorentz fitt: M jjrec = 80.6 M3j

rec = 174.2 M jjinv < 90 nem

segítHorváth Dezso: SUSY-keresés az LHC-nál Gyöngyöstarján, 2007.10.28. 63. fólia – p.63

Standard LM1 MC (20k esemény)

Minv40 60 80 100 120 140 160 180 200

Eve

nts

0

100

200

300

400

500

600

700

800

GenWmass GenWmass

Entries 1673Mean 81.97

RMS 10.36 / ndf 2χ 55.28 / 50

p0 2.641± -2.092 p1 0.0519± 0.0675 p2 0.0002413± -0.0003108

p3 84.4± 2711

p4 0.107± 1.636 p5 0.04± 80.63

Nlep=1 Njet>3 pTlep>30 pTjet>20 DRjet>0.6


GenWmass

Minv50 100 150 200 250 300 350 400

Eve

nts

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

GentMass GentMass


RMS 46.95 / ndf 2χ 67.89 / 31

p0 24.0± -202.3 p1 0.283± 2.626 p2 0.000769± -0.007263

p3 190.7± 1692

p4 1.429± 8.766 p5 0.3± 174.2


GentMass

Minv50 100 150 200 250 300 350 400

Eve

nts

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

GentMassW GentMassW


RMS 43.14 / ndf 2χ 80.16 / 31

p0 24.2± -187.7 p1 0.286± 2.464 p2 0.0008± -0.0069

p3 210.6± 1748

p4 1.613± 9.427 p5 0.4± 174.4

Generated 3j-mass closest to t, M(W)<90

2005-07-25 16:07:55

GentMassW

Minv40 60 80 100 120 140 160 180 200

Eve

nts

0

20

40

60

80

100

RecWmass RecWmass


RMS 25.83 / ndf 2χ 186.3 / 67

p0 2.879± -1.389 p1 0.0507± 0.1614 p2 0.0002131± -0.0008552

p3 67.7± 1653

p4 0.0± 10 p5 0.30± 80.13


RecWmass

Minv50 100 150 200 250 300 350 400

Eve

nts

0

10

20

30

40

50

RectMass RectMass


RMS 63.24 / ndf 2χ 22.75 / 31

p0 21.0± -169.2 p1 0.246± 2.108 p2 0.00067± -0.00555

p3 90.4± 426.2

p4 5.9± 10 p5 1.2± 176.7

Reconstructed 3j-mass closest to t

RectMass

Minv50 100 150 200 250 300 350 400

Eve

nts

0

10

20

30

40

50

RectMassW RectMassW


RMS 53.94 / ndf 2χ 34.02 / 31

p0 18.2± -123.5 p1 0.212± 1.587 p2 0.000578± -0.004298

p3 82.5± 422.9

p4 5.9± 10 p5 1.1± 176.5

Reconstructed 3j-mass closest to t, M(W)<90

RectMassW

M recW = 80.1 ± 0.3 GeV; M rec

t = 176.7 ± 1.2 GeV

Keskenyebb Lorentzet eroltetve rossz háttér-fitt

Generált

Rekonstruált


Háttér: pp→tt MC (10k esemény)

Minv40 60 80 100 120 140 160 180 200

Eve

nts

0

5

10

15

20

25

30

35

40

GenWmass GenWmassEntries 94Mean 79.6RMS 2.794

/ ndf 2χ 3.951 / 8Area 18.0± 166.6 Width 0.369± 2.255 Center 0.20± 79.78

Nlep=1 Njet>3 pTlep>30 pTjet>20 DRjet>0.6 MET>120


GenWmass

Minv50 100 150 200 250 300

Eve

nts

0

2

4

6

8

10

12

14

16

GentMass GentMassEntries 43Mean 176RMS 7.212



0.8<DRWjj<3.0; 0.8<DRWtj<3.3

79<MW<82

GentMass

Minv40 60 80 100 120 140 160 180 200

Eve

nts

0

2

4

6

8

10

RecWmass RecWmassEntries 108Mean 82.31RMS 12.8



RecWmass

Minv50 100 150 200 250 300

Eve

nts

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

RectMass RectMassEntries 33

Mean 184.8

RMS 34.31Reconstructed 3j-mass closest to t

0.7<DRWjj<3.2; 1.0<DRWtj<3.3

76<MW<86

Nlep=1 Njet>3 pTlep>30 pTjet>20 DRjet>0.6 MET>120

RectMass

Generált

Rekonstruált


Stop @ LM1: Minv(ℓ±j4) with Emiss

Tiszta LM1 stop Teljes LM1 minta


Köszönetnyilvánítás

Nemzeti Kutatási és Technológiai Hivatal

OTKA T042864, T046095 és NK67974

EU FP6 MC-ToK 509252 és III 031688

Megérto együttmuködo partnereink


Szuperszimmetria és keresése az LHC-nálhorvath/Talks/2007/HD_SUSY_Gyt_2007... · 2010-01-17 · Szuperszimmetria és keresése az LHC-nál Elméleti ﬁzikai iskola, Gyöngyöstarján,

Documents