设置使用简化模型的超对称限制

Summary

本文演示了一个协议，用于重铸实验简化模型限制到一个任意的新物理模型保守和激进的限制。可公​​开获得的LHC实验结果可以以这种方式被改写成在几乎任何一个超对称状的签名新物理模型的限制。

Abstract

对超对称性和类似实验的理论限制是因为，因为单点的复杂性的巨大可用的参数空间，很难一概而论难定。因此，更多的现象，简单的模式正在成为流行的设置实验的限制，因为他们有更清晰的物理解释。使用这些简化的模型限制在一个具体的理论设定一个真正的限制还没有，不过，被证实。本文重铸简化模型限制到一个特定的和完整的超对称模型，最小超引力的限制。根据不同的物理假设得到限制可媲美由定向搜索产生的。处方提供了计算上的其他理论保守和激进的限制。使用验收和效率表以及各种信号的区域事件的预期和观察到的数字，LHC的实验结果可以在这个马重铸新新人类创新到几乎所有的理论框架，包括nonsupersymmetric理论与超对称状的签名。

Introduction

一个标准模型，超对称^{（SUSY）1-14}的最有前途的扩展，是许多搜索通过在CERN的LHC实验的中心焦点。收集2011年的数据已经足以推新物理学的超越以往任何撞机^15-22的范围。随着新数据到达和排除仍然推得更远，这将是越来越重要，清楚地传达给物理学界哪些地区的广泛的超对称参数空间都被排除在外。电流限制通常设置在受限的二维平面，这往往并不代表多样化的可用超对称参数空间，而且很难理解的物理群众限制或分支比。大组简化模型^23，24已经被提出用于帮助这些限制的理解，既ATLAS和CMS提供了排除结果这几个型号的^15-20。

本文演示了这些简化模型排除的应用程序使用的最小超引力（MSUGRA，又称^{CMSSM）25-30}的例子一个完整的新的物理模型。该模型被选择，以比较使用简化的模型以那些由实验独立地发布设置的限制。该程序是足够一般要扩展到任何新的物理模型（NPM）。由于这是首次尝试"关闭循环"，并设置使用简化的模型对超对称的限制，一些关于特定的简化模型限制的适用性假设进行了探讨，从而食谱上有理论设定保守和激进的限制尚未审查了LHC实验。

对于在故宫设定的限制，需要三个单独的操作。首先，故宫必须被解构为它的组成片段，分离的各种机生产线CTION模式和衰减模式为模型中的所有新粒子。第二，一组简化的模型必须选择，重新在NPM运....

Protocol

1。模型解构

1. 生成覆盖面在故宫的参数空间质子 - 质子碰撞事件。可以使用任何事件发生器配置，其中包括一个部分子淋浴和强子模型。在MSUGRA的情况下，例如，使用Isasugra ³³所产生的质谱图，支化组分和衰变宽度使用MSSMCalc ³⁴计算。为事件生成本身，MadGraph 5 1.3.9 ³⁴与CTEQ 6L1部分子密度函数³⁵是用来产生矩阵元素的事件，因为它包括在基体中的元素附加辐射，它可以是对于小批量分割场景很重要。为了模仿LHC实验的选择的领导阶发电机MSUGRA，在MadGraph矩阵元素的附加辐射产生MSUGRA事件时禁用。皮提亚6.425 ³⁶然后用于超对称粒子（sparticle）衰变，部分子洗澡，和强子。大量的文档对于任何这些程序很容易在网络上。
2. 为了模仿LHC探测器，通过PGS具有LHC-检测器参数卡传递事件。在ATLAS和CMS探测器卡包含MadGraph 5 ³⁴执行不够好搜索范围分析。如果有的话，鉴定和性能试验"参数化公开了一些分析都可以使用。理想情况下，实验将提供接受和效率的全地图为一些简化模型的网格，在此情况下，这些可以直接使用这个步骤是不必要的。
3. 为了快速分析的结果，中间重量轻的数据格式是可取的。提取喉，稳定的轻子，缺少横向的能量，并从PGS的输出（ 例如，使用ExRootAnalysis ....

Results

经应用该模型解构步骤中MSUGRA，输出的故障参数空间的一个点可以通过根据计数的各种生产和衰减模式为每个生成的事件，并绘制出相应的生产速率和分支比进行最佳的可视化相对频率。对于各种生产和衰减模式为代表MSUGRA点的分支比示于图2和图3。在超对称参数空间中大量的其他点类似的数字是可以在网上^41。

为MSUGRA的情况下，跨过相空间中的一些趋势存在，如在图4中 。在低米 _0，高米 _1/2区域Squark产量占主导地位，并且在高米 _0，低米 _1/2区域gluino产量占主导地位。在该区域其中squark生产占主导地位，直接squark衰减到最轻的超对称粒子（LSP）的青睐。在一些区域gluino生产占优势，然而，gluino到LSP的直接衰变从不包括多于〜总衰变的相空间的30％。在处于中间的区域，直接cha.......

Discussion

的简化模型限制了应用的一个完整的新的物理模型，以产生排斥的轮廓已被证明。尽管MSUGRA参数空间中的点的视在的复杂性，运动学可以很好地再现由只有少数的简化模型的组合。一个特定的信号区域内进行观察时的运动协议进一步改善，因为迄今为止在LHC进行的检索数据倾向于简化模型类似事件的拓扑结构具有（相对）小的多的高_P T的对象。

从简化模型得出的排除轮廓媲美那些已经出版了专门的搜索。有了这个程序，就可以排除平凡的成绩改写成更奇特的超对称理论，甚至到nonSUSY理论所涵盖的简化模型签名。这种方法还允许保存的数据的一个简单的途径ND应用目前搜索的未来理论。

实际上，这种方法意味着一个显著的资源节约对LHC的实验和一个很大的好处LHC的理论家和现象学家。通过重铸使用可从矩阵元素和衰变概率信息理论，没有计算密集型的仿真模型必须做到的。相反，实验可以自由地直截了当地提供排除导致大量的各种理论模型，其中包括 - 但可能无法完全覆盖 - 简单的最终状态签名。同样，理论家不必等待LHC实验在他们青睐的模型产生限.......