Name: Einstellung der Grenzen auf Supersymmetrie mit vereinfachten Modelle (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-11-15T16:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 46 s
Description: Lernen Sie, wie Sie Grenzen aus vereinfachten Modellen auf neue Physikmodelle anwenden. Diese Methode nutzt LHC-Daten, um Einschränkungen ohne aufwendige Monte-Carlo-Simulationen abzuleiten.

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Die Autoren bedanken sich bei Jay Wacker für Diskussionen über die vereinfachte Modelle und mögliche Fallstricke zu danken. Vielen Dank auch an Max Baak und Till Eifert für konstruktive Kritik und Ermutigung, wenn es notwendig war. Dank des CERN Sommerstudentenprogramm für die Herstellung dieser Zusammenarbeit möglich ist.

1. Modell Dekonstruktion <ol><li> Erzeugen Proton-Proton-Kollisionsereignisse für eine Ebene in dem Parameterraum des NPM. Jedes Ereignis, Generator-Konfiguration, die eine Parton Dusche und Hadronisierung Modell enthält, kann verwendet werden. Im Fall von mSUGRA beispielsweise werden die Massenspektren unter Verwendung Isasugra 33 erzeugt, und die Verzweigungsverhältnisse und Zerfallsbreiten verwenden MSSMCalc 34 berechnet. Zur Ereigniserzeugung selbst ist MadGraph 5 1.3.9 34 CTEQ 6L1 parton Dichtefunktionen 35 verwendet werden, um Matrixelement Ereignisse, da es zusätzliche Strahlung in dem Matrixelement, das wichtig für kleine Massenaufspaltung Szenarien werden kann, umfasst. Um den LHC-Experimenten &#39;Wahlen der Führung Ordnung Generatoren für mSUGRA imitieren, wird die zusätzliche Strahlung in der MadGraph Matrixelement deaktiviert, wenn die Erzeugung mSUGRA Veranstaltungen. Pythia 6.425 36 wird dann für SUSY-Teilchen (Sparticle) Verfall, parton Duschen verwendet wird,und Hadronisierung. Umfangreiche Dokumentation für eines dieser Programme ist auf der Web zur Verfügung stehen. </li><li> Um einen LHC-Detektor imitieren, passieren die Ereignisse durch PGS mit einem LHC-Detektor-Parameter-Karte. Die ATLAS-und CMS-Detektor-Karten mit MadGraph 5 34 beiliegt gut genug für die Suche Weitenanalyse. Wo verfügbar, der Experimente Parametrisierungen der Identifikation und Leistung öffentlich gemacht mit einigen Analysen verwendet werden. Idealerweise werden die Experimente mit Karten Akzeptanz und Effizienz für eine Reihe von vereinfachten Modells Gitter, wobei diese direkt eingesetzt und dieser Schritt ist unnötig werden können. </li><li> Um die Ergebnisse schnell zu analysieren, ist ein Zwischen leichte Datenformat wünschenswert. Extrahieren der Jets, stabile Leptonen, fehlende Quer Energie und alle anderen notwendigen Endzustand Objekte aus der PGS-Ausgang (z. B. mit ExRootAnalysis 34) in einem handlichen Format wird empfohlen. </li><li> Um to Klassifizierung der Ergebnisse, korrelieren die Ergebnisse PGS Veranstaltung mit dem Teil des Generators Ereignisaufzeichnung notwendig, die Sparticle Produktion und Zerfallsarten für jedes Ereignis zu klassifizieren. Verfolgen Sie alle Partikelmassen-, Produktions-Mechanismen und Zerfallsketten sowie ihre jeweiligen zählt, um in der Lage, die entsprechenden Verzweigungsanteil berechnen. </li><li> Berechnen Sie die besten verfügbaren Produktionsquerschnitt Berechnungen für das Modell von Interesse. Im Fall von mSUGRA, next-to-führender Ordnung Querschnitte für jeden Punkt kann mit Prospino 2.1 37 mit NLL-Fast-38 mit 6,6 CTEQ NLO PDFs berechnet werden. </li></ol> 2. Modell Wiederaufbau <ol><li> Basierend auf den Abbau aus dem Modell Dekonstruktion, wählen Sie ein Wörterbuch von vereinfachten Modellen, so dass mindestens 50% der offenen Produktions-und Zerfallsarten des NPM zu bedecken. Aufgrund der rasch fallenden Querschnitt meisten BSM Modelle mit Masse, einen Faktor zwei Annahme typitisch stellt nur 20-50 GeV in der Grenze, so dass diese in der Nähe ausreichend, um innerhalb der experimentellen und theoretischen Unsicherheiten sein. Die meisten Direkt Verfall und Ein-Schritt-Zerfall-Modelle, einschließlich off-shell/three-body Zerfälle, wurden von den LHC-Experimenten berücksichtigt. CMS hat eine Reihe von vereinfachten Modell Ausschluss Ergebnisse in einem einzigen Papier 21 gesammelt. Sowohl ATLAS und CMS haben auch als eine Reihe von schweren Geschmack vereinfachten Modellen. Die vollständige Liste der Modelle ist nicht öffentlich zugänglich in einem einzigen Ort gemacht. Jedoch sind die Ergebnisse, die von öffentlichen Internetseiten der beiden Experimente &#39;39, 40. Dies sind die vereinfachten Modelle, die von für die Rekonstruktion des NPM ausgewählt werden sollte. </li><li> Um die Qualität des vereinfachten Modells Abdeckung testen, vergleichen Sie die Kinematik der wenigen Vertreter NPM Punkte mit denen der vereinfachte Modelle verwendet werden, um diesen Punkt zu reproduzieren resultieren. Bei einem gegebenen Punkt NPM, konstruieren die entsprechenden vereinfachten Modellen mit derentsprechenden Massen. </li><li> Weisen Sie ein Gewicht auf die einzelnen Modelltypen, die die von diesem vereinfachten Modell-fachen des Verzweigungsverhältnis für den Zerfall von diesem Modell vertreten Produktionsanteil enthält. </li><li> Für die damit verbundenen Produktion, wenn auch nur Paar-Produktion vereinfachten Modellen berücksichtigt werden, teilen das Gewicht zwischen den beiden relevanten vereinfachten Modellen. </li><li> Es wird empfohlen, eine Reihe von physikalisch motivierte Vereinfachungen bei den NPM Ereignistopologien, um die Gruppe ähnliche Produktions-und Zerfallsarten anzuwenden. </li><li> Normalisierung der Summe der Gewichte für alle vereinfachte Modelle zur Einheit. </li><li> Berechnen Sie die kinematischen Verteilungen für die Vertreter NPM Punkte mit dem im vorangegangenen Protokoll beschriebene Ereignis Generation Verfahren. </li><li> Wenn die Kinematik des NPM Punkt nach typischen Signal Auswahl um mehr als σ (30%) von denen der vereinfachte Modelle kombiniert, zusätzliche vereinfachte Modelle zur Verbesserung der Erzeugung und ZerfallPhasenraum-Abdeckung. Abweichungen von der 15%-Ebene eine vernachlässigbare Auswirkung auf die endgültige Ausschluss Ergebnisse wegen der rasch fallenden Querschnitte in den meisten neuen Physik-Modelle. </li></ol> 3. Beschränken Bau <ol><li> Besorgen Sie sich die verfügbaren und relevanten Aε und 95% Konfidenzniveau Obergrenze für die Anzahl der neuen Physik-Veranstaltungen für die vereinfachte Modelle, die in jeder Versuchssignalbereich, die angewendet werden können, berücksichtigt. </li><li> Bewerben Gleichungen 1 und 3-5 auf die NPM Interesse an jedem Punkt Parameterraum zu bestimmen, unter denen (falls vorhanden) Annahmen der Punkt ist ausgeschlossen. </li><li> Verwenden Sie die von der Signalbereich festgesetzte Grenze mit der besten Performance zu erwarten, es sei denn, Korrelationen zwischen Hintergrund der Unsicherheiten Signalbereiche &quot;zur Verfügung, so dass die Regionen richtig kombiniert werden ‡. </li><li> Mit dem Vergleich der Kinematik mit dem bisherigen Protokoll und die Verbreitung der Ausschluss Konturen durchgeführt, bestimmen die range, in der die Versuchs Ausgrenzung liegen. </li></ol> ‡ Derzeit sind keine solchen Zusammenhänge zur Verfügung.

<ol><li>Miyazawa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Baryon+Number+Changing+Currents%5BTitle%5D)+AND+%22Prog.+Theor.+Phys%22%5BJournal%5D)">Baryon Number Changing Currents.</a> Prog. Theor. Phys. 36, 1266-1276 (1966).</li>
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<li>Gol'fand, Y. A., Likhtman, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extension+of+the+Algebra+of+Poincare+Group+Generators+and+Violation+of+P+invariance%5BTitle%5D)+AND+%22JETP+Lett%22%5BJournal%5D)">Extension of the Algebra of Poincare Group Generators and Violation of P invariance.</a> JETP Lett. 13, 323-326 (1971).</li>
<li>Neveu, A., Schwarz, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factorizable+dual+model+of+pions%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Factorizable dual model of pions.</a> Nucl. Phys. B. 31, 86-112 (1971).</li>
<li>Gervais, J. L., Sakita, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field+theory+interpretation+of+supergauges+in+dual+models%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Field theory interpretation of supergauges in dual models.</a> Nucl. Phys. B. 34, 632-639 (1971).</li>
<li>Neveu, A., Schwarz, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quark+Model+of+Dual+Pions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+D%22%5BJournal%5D)">Quark Model of Dual Pions.</a> Phys. Rev. D. 4, 1109-1111 (1971).</li>
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<li>Wess, J., Zumino, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+lagrangian+model+invariant+under+supergauge+transformations%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">A lagrangian model invariant under supergauge transformations.</a> Phys. Lett. B. 49, 52-54 (1974).</li>
<li>Wess, J., Zumino, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supergauge+transformations+in+four+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Supergauge transformations in four dimensions.</a> Nucl. Phys. B. 70, 39-50 (1974).</li>
<li>Fayet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supersymmetry+and+Weak%2C+Electromagnetic+and+Strong+Interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Supersymmetry and Weak, Electromagnetic and Strong Interactions.</a> Phys. Lett. B. 64, 159-162 (1976).</li>
<li>Fayet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneously+Broken+Supersymmetric+Theories+of+Weak%2C+Electromagnetic+and+Strong+Interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Spontaneously Broken Supersymmetric Theories of Weak, Electromagnetic and Strong Interactions.</a> Phys. Lett. B. 69, 489-494 (1977).</li>
<li>Farrar, G. R., Fayet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phenomenology+of+the+Production%2C+Decay%2C+and+Detection+of+New+Hadronic+States+Associated+with+Supersymmetry%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Phenomenology of the Production, Decay, and Detection of New Hadronic States Associated with Supersymmetry.</a> Phys. Lett. B. 76, 575-579 (1978).</li>
<li>Fayet, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relations+Between+the+Masses+of+the+Superpartners+of+Leptons+and+Quarks%2C+the+Goldstino+Couplings+and+the+Neutral+Currents%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Relations Between the Masses of the Superpartners of Leptons and Quarks, the Goldstino Couplings and the Neutral Currents.</a> Phys. Lett. B. 84, 416-420 (1979).</li>
<li>Dimopoulos, S., Georgi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Softly+Broken+Supersymmetry+and+SU%285%5BTitle%5D)+AND+%22Nucl.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Softly Broken Supersymmetry and SU(5.</a> Nucl. Phys. B. 193, 150-162 (1981).</li>
<li>The ATLAS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+squarks+and+gluinos+with+the+ATLAS+detector+in+final+states+with+jets+and+missing+transverse+momentum+using+4.7+fb-1+of+%E2%88%9As+%3D+7TeV+proton-proton+collisions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+D%22%5BJournal%5D)">Search for squarks and gluinos with the ATLAS detector in final states with jets and missing transverse momentum using 4.7 fb-1 of √s = 7TeV proton-proton collisions.</a> Phys. Rev. D. , Forthcoming Forthcoming.</li>
<li>The ATLAS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+squarks+and+gluinos+using+final+states+with+jets+and+missing+transverse+momentum+with+the+ATLAS+detector+in+%E2%88%9As+%3D+7TeV+proton-proton+collisions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with the ATLAS detector in √s = 7TeV proton-proton collisions.</a> Phys. Lett. B. 710, 67-85 (2012).</li>
<li>The ATLAS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Further+search+for+supersymmetry+at+%E2%88%9As%3D7+TeV+in+final+states+with+jets%2C+missing+transverse+momentum+and+isolated+leptons+with+the+ATLAS+detector%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+D%22%5BJournal%5D)">Further search for supersymmetry at √s=7 TeV in final states with jets, missing transverse momentum and isolated leptons with the ATLAS detector.</a> Phys. Rev. D. , Forthcoming Forthcoming.</li>
<li>The CMS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+new+physics+in+the+multijet+and+missing+transverse+momentum+final+state+in+proton-proton+collisions+at+sqrt%28s%29+%3D+7+TeV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Search for new physics in the multijet and missing transverse momentum final state in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV.</a> Phys. Rev. Lett. 109, 171803(2012).</li>
<li>The CMS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+supersymmetry+in+pp+collisions+at+%E2%88%9As%3D7+TeV+in+events+with+a+single+lepton%2C+jets%2C+and+missing+transverse+momentum%5BTitle%5D)+AND+%22J.+High+Energy+Phys%22%5BJournal%5D)">Search for supersymmetry in pp collisions at √s=7 TeV in events with a single lepton, jets, and missing transverse momentum.</a> J. High Energy Phys. 08, 165(2011).</li>
<li>The CMS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+supersymmetry+in+events+with+b-quark+jets+and+missing+transverse+energy+in+pp+collisions+at+7+TeV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+D%22%5BJournal%5D)">Search for supersymmetry in events with b-quark jets and missing transverse energy in pp collisions at 7 TeV.</a> Phys. Rev. D. 86, 072010(2012).</li>
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<li>The CMS Collaboration. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+new+physics+in+events+with+opposite-sign+leptons%2C+jets%2C+and+missing+transverse+energy+in+pp+collisions+at+sqrt%28s+%3D+7+TeV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Search for new physics in events with opposite-sign leptons, jets, and missing transverse energy in pp collisions at sqrt(s = 7 TeV.</a> Phys. Lett. B. 718, 815(2012).</li>
<li>Alves, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Where+the+Sidewalk+Ends%3A+Jets+and+Missing+Energy+Search+Strategies+for+the+7+TeV+LHC%5BTitle%5D)+AND+%22JHEP%22%5BJournal%5D)">Where the Sidewalk Ends: Jets and Missing Energy Search Strategies for the 7 TeV LHC.</a> JHEP. 1110, 012(2011).</li>
<li>Alves, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simplified+Models+for+LHC+New+Physics+Searches%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+G.%3A+Nucl.+Part.+Phys%22%5BJournal%5D)">Simplified Models for LHC New Physics Searches.</a> J. Phys. G.: Nucl. Part. Phys. 39, 105005(2012).</li>
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<li>Collaboration, D. 0 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+Squarks+and+Gluinos+in+pp%CC%84+collisions+at+%E2%88%9As%3D1.8TeV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Search for Squarks and Gluinos in pp̄ collisions at √s=1.8TeV.</a> Phys. Rev. Lett. 75, 618-623 (1995).</li>
<li>Collaboration, C. D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+Gluinos+and+Scalar+Quarks+in+pp%CC%84+collisions+at+%E2%88%9As%3D1.8TeV+using+the+Missing+Energy+plus+Multijets+Signature%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Search for Gluinos and Scalar Quarks in pp̄ collisions at √s=1.8TeV using the Missing Energy plus Multijets Signature.</a> Phys. Rev. Lett. 88, 041801(2002).</li>
<li>Collaboration, C. D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inclusive+Search+for+Squark+and+Gluino+Production+in+pp%CC%84+Collisions+at%E2%88%9As%3D1.96TeV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Inclusive Search for Squark and Gluino Production in pp̄ Collisions at√s=1.96TeV.</a> Phys. Rev. Lett. 102, 121801(2009).</li>
<li>Collaboration, D. 0 <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Search+for+squarks+and+gluinos+in+events+with+jets+and+missing+transverse+energy+using+2.1fb-1+of+pp%CC%84+collision+data+at+%E2%88%9As%3D1.96TeV%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Lett.+B%22%5BJournal%5D)">Search for squarks and gluinos in events with jets and missing transverse energy using 2.1fb-1 of pp̄ collision data at √s=1.96TeV.</a> Phys. Lett. B. 660, 449-457 (2008).</li>
<li>Collaboration, D. E. L. P. H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Searches+for+supersymmetric+particles+in+e%2Be-collisions+up+to+208+GeV+and+interpretation+of+the+results+within+the+MSSM%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Phys.+J.+C%22%5BJournal%5D)">Searches for supersymmetric particles in e+e-collisions up to 208 GeV and interpretation of the results within the MSSM.</a> Eur. Phys. J. C. 31, 421-479 (2003).</li>
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Die Autoren sind beide Mitglieder der ATLAS-Kollaboration. Jedoch keine ATLAS internen Ressourcen, Geld oder andere, wurden in den Abschluss dieser Arbeit verwendet.

Die Anwendung des vereinfachten Modells gelegt, die einen Ausschluss Kontur in einem komplett neuen Physik-Modell produzieren nachgewiesen wurde. Trotz der offensichtlichen Komplexität der Parameterraum mSUGRA Punkte die Kinematik kann durch eine Kombination von nur einer kleinen Anzahl von vereinfachten Modellen gut reproduziert werden. Die kinematische Vereinbarung wird weiter verbessert, wenn man innerhalb eines bestimmten Signalbereich, da die bisher am LHC durchsuchte dazu neigen, vereinfachtes Modell-wie Ereignist...

Eine der vielversprechendsten Erweiterungen des Standardmodells, die Supersymmetrie (SUSY) 14.01, steht im Mittelpunkt der viele Suchanfragen von den LHC-Experimente am CERN. Die im Jahr 2011 erhobenen Daten reichen bereits aus, um die Grenzen der neuen Physik über diejenigen einer früheren Collider 15-22 zu schieben. Wenn neue Daten eintreffen und die Ausschlüsse werden noch weiter gedrückt wird, wird es immer wichtiger, deutlich auf die Physik-Community, welche Regionen der supersymmetrischen umfangreiche Parameterraum ausgeschlossen worden zu kommunizieren. Aktuelle Grenzwerte werden in der Regel auf eingeschränkt zweidimensionalen Ebenen, die häufig nicht über die vielfältigen verfügbar SUSY-Parameterraum repräsentieren und sind schwer zu als auf physischen Grenzen Massen oder Verzweigungsverhältnisse verstehen gesetzt. Eine große Reihe von vereinfachten Modellen 23, 24 sind zur Unterstützung des Verständnisses dieser Grenzen vorgeschlagen worden, und beide ATLAS und CMS wurden Ausschluss Ergebnisse für mehrere dieser Modelle vorgesehen 15-20. Dieses Papier zeigt die Anwendung dieser vereinfachten Modell Ausschlüsse zu einem vollständigen neuen Physik-Modell am Beispiel der minimalen Supergravitation (mSUGRA, der auch als CMSSM bekannt) 25-30. Dieses Modell wird um die Einstellung mit vereinfachten Modellen zu denen unabhängig von den Experimenten veröffentlicht Grenzen vergleichen gewählt. Das Verfahren ist so allgemein erweiterbar auf jede neue Physik-Modell (NPM) zu sein. Da dies stellt den ersten Versuch, &quot;schließen den Kreis&quot; und setzen Grenzen für SUSY mit vereinfachten Modellen werden eine Reihe von Annahmen über die Anwendbarkeit von Beschränkungen für bestimmte vereinfachte Modelle erforscht, was in den Rezepten zur Einstellung konservative und aggressive Grenzen für Theorien, die haben nicht durch die LHC-Experimente untersucht. Für eine Grenze in einem NPM sind drei getrennte Arbeitsgänge erforderlich. Erstens muss das NPM in seine Bestandteile zerlegt werden Stücke, Trennen der verschiedenen production-Modi und Zerfallsarten für alle neuen Teilchen im Modell. Zweitens muss eine Reihe von vereinfachten Modellen ausgewählt werden, um die Kinematik und relevante Ereignistopologien in der NPM wiederherzustellen. Drittens müssen die verfügbaren Mengen auf diesen vereinfachten Modellen, um die Grenzen für die NPM produzieren kombiniert werden. Diese drei Verfahren sind in dem Protokoll beschrieben. Einige zusätzliche Näherungen sind ebenfalls vorgesehen, die die Anwendbarkeit der bereits verfügbaren vereinfachte Modelle auf eine breitere Palette von Ereignistopologien erweitern kann. Eine vollständige NPM umfasst in der Regel viele Produktionsarten und viele mögliche spätere Zerfälle. Die Dekonstruktion der neuen Physik-Modelle in ihre Bestandteile und die Anwendung der vereinfachten Modell Grenzen dieser Komponenten ermöglicht die Konstruktion einer Ausschlussgrenze direkt. Für jede Signalbereich kann die konservativsten Grenze mit der Produktionsanteil P gesetzt werden (a, b) (wobei a, b die vereinfachten Modell SpaArtikel Produktionsmodus) der Ereignisse identisch mit einem vereinfachten Modell i und dem Verzweigungsverhältnis für die produzierten sparticles dem Verfall in der von dem vereinfachten Modell † beschrieben, BR a → b i x BR → i. Die erwartete Anzahl von Ereignissen in einer vorgegebenen Signalbereich aus diesen einfachen Topologien kann dann geschrieben werden als <img alt="Gleichung 1" fo:src="/files/ftp_upload/50419/50419eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50419/50419eq1.jpg" /> wobei die Summe über vereinfachte Modelle, ist σ tot der Gesamtquerschnitt für die NPM Punkt, L int die integrierte Luminosität in der Suche verwendet, und AE a, b → i die Annahmezeiten Effizienz für die vereinfachte Modell Ereignisse in der Signalbereich angedacht. Diese Zahl kann mit dem erwarteten 95% Konfidenzniveau obere Grenze für die Anzahl von neuen physikalischen Ereignisse t verglichen werden,o wählen Sie die optimale Such Region. Das Modell kann dann ausgeschlossen werden, wenn N größer als die beobachtete Anzahl der neuen Physik-Veranstaltungen auf dem Konfidenzniveau von 95% ausgeschlossen. Ausschlüsse in überlappenden Bereichen können kombiniert werden, wenn Informationen über die Zusammenhänge ihrer Unsicherheiten verfügbar ist. Wenn diese Information nicht verfügbar ist, kann die beste Signalbereich oder Analyse, die die beste erwartet Grenze bietet verwendet, um zu versuchen, um das Modell auszuschließen. Um konkrete Grenzen dieser Methode zu konstruieren, muß die Aε für verschiedene vereinfachte Modelle von der LHC-Experimente zur Verfügung gestellt werden. Beide CMS und ATLAS haben Zahlen mit der Aε für mehrere Modelle veröffentlicht, und ein paar der Figuren sind in der Datenbank 31 HepData verfügbar. Um den Wert der Veröffentlichung aller solcher Tabellen zeigen, fühlen wir, es ist wichtig, konkrete Grenzen, die vergleichbar mit den bereits veröffentlichten bieten. Daher verwenden wir (und describe im Protokoll als optionaler Schritt) einen schnellen Detektor Simulation, um die Wirkung der ATLAS-oder CMS-Detektor emulieren. Das aus der Simulation abgeleitet Pretty Good Aε (PGS) 32 ist, dass durch die ATLAS in einer vereinfachten Modellgitter in Abbildung 1 veröffentlicht verglichen. Diese Ergebnisse sind ausreichend nahe beieinander (innerhalb von ca. 25%), die, anstatt zu warten, für alle Ergebnisse der Öffentlichkeit zu sein, Aε Ergebnisse für die restlichen Gitter mit PGS abgeleitet und direkt im Rest dieses Papier verwendet. Da die Zahl der öffentlich verfügbaren vereinfachten Modells Aε Ergebnisse wächst, sollte die Notwendigkeit für eine solche Näherungen erheblich vermindert werden. Zwei konservative Annahmen ermöglichen die Aufnahme einer größeren Anzahl von Produktions-und Zerfallsarten in der Grenze. Die erste ist, dass für die Produktion zugeordneten experimentellen Aε ist mindestens so hoch wie die Aε zum Schlechteren der beiden Produktionsarten. FürInclusive sucht, ist dies in der Regel eine gute Annahme. Die minimale erwartete Anzahl von Ereignissen würde dann <img alt="Gleichung 2" fo:src="/files/ftp_upload/50419/50419eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50419/50419eq2.jpg" /> wobei die erste Summe läuft über alle Produktionsarten, und nur diejenigen, in denen A und B sind genau diese Teilchen aus der vereinfachten Modells in Gleichung 1 enthalten. Ebenso kann die Aε für Zerfälle mit verschiedenen Schenkeln angenommen, mindestens so hoch wie die Aε für das schlechtere der beiden Schenkel sein. Das heißt, <img alt="Gleichung 3" fo:src="/files/ftp_upload/50419/50419eq3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50419/50419eq3.jpg" /> wo Diagramme mit verschiedenen Zerfälle auf beiden Seiten wurden nun enthalten. Zwei weitere Annahmen auf die Einstellung von str ermöglichenicter Grenzen. Man kann davon ausgehen, dass die experimentelle Aε für alle Produktionsarten in der Theorie ähnlich den durchschnittlichen Aε für den Produktionsmodus durch vereinfachte Modelle abgedeckt. In diesem Fall kann die erwartete Anzahl von Ereignissen statt geschrieben werden als <img alt="Gleichung 4" fo:src="/files/ftp_upload/50419/50419eq4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50419/50419eq4.jpg" /> wo die Summen sind beide nur über diesen Produktionsweisen durch vereinfachte Modelle abgedeckt. Man könnte annehmen, dass die weitere Aε für alle Zerfallsmoden in der Theorie ähnlich den durchschnittlichen Aε für die Ereignisse durch das vereinfachte Modell Topologien bedeckt. : Dann kann die erwartete Anzahl von Ereignissen geschrieben werden als <img alt="Gleichung 5" fo:src="/files/ftp_upload/50419/50419eq5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50419/50419eq5.jpg" /> wo again den Summen nur über die vereinfachte Modelle laufen. Klar, ist die aggressivste mSUGRA Grenze unter dieser Annahme vorgesehen, und ein Limit in dieser Form behaupten Ausschluss Risiken für die Regionen, die nicht in der Tat, auf dem 95%-Konfidenzniveau von einem engagierten Suche ausgeschlossen werden würde. Obwohl die Genauigkeit der beiden Näherungen könnte verdächtig sein, wenn die Veranstaltung inklusive Kinematik der vereinfachte Modelle vergleichen günstig zu einem kompletten SUSY-Parameterraum Punkt, können sie nicht unangemessen sein. † Einige vereinfachte Modelle jetzt am LHC verwendet werden, umfassen damit verbundenen Produktions. Während hier nicht explizit erläutert, können die Gleichungen trivial erweitert werden, um für diesen Fall zu ermöglichen.

einstellung der grenzen auf supersymmetrie mit vereinfachten modelle

Setting Limits on Supersymmetry Using Simplified Models

Experimentelle Grenzen für die Supersymmetrie und ähnliche Theorien sind wegen der enormen Parameterraum vorhanden und schwer zu verallgemeinern, da die Komplexität von Einzelpunkten schwierig einzurichten. Deshalb sind mehr phänomenologischen, vereinfachte Modelle immer beliebter für die Einstellung experimentellen Grenzen, wie sie klarer physikalischen Interpretationen. Die Verwendung dieser vereinfachten Modells Grenzen, um eine wirkliche Grenze auf eine konkrete Theorie gesetzt wurde jedoch nicht nachgewiesen. Dieses Papier Neufassung vereinfachte Modell in Grenzen Grenzen für eine bestimmte und vollständige Supersymmetrie-Modell, minimale Supergravitation. Limits unter verschiedenen physikalischen Annahmen erhalten werden, sind vergleichbar mit denen durch gezielte Suchanfragen produziert. Ein Rezept wird für die Berechnung konservative und aggressive Grenzen für weitere Theorien zur Verfügung gestellt. Mit Akzeptanz und Effizienz Tabellen zusammen mit den erwarteten und beobachteten Zahlen von Veranstaltungen in verschiedenen Signal Regionen kann LHC experimentellen Ergebnisse in dieser ma neu gefasst werdennner in fast jeden theoretischen Rahmen, einschließlich nonsupersymmetric Theorien mit Supersymmetrie-ähnliche Signaturen.

Nachdem das Modell Dekonstruktion Schritt zu einem Punkt im Parameterraum von mSUGRA, Ausfall der Ausgabe angewendet kann am besten durch Zählen die verschiedenen Produktions-und Zerfallsarten für jedes generierte Ereignis und Darstellung der entsprechenden Produktionsraten und Verzweigungsverhältnisse nach die visualisiert werden relativen Häufigkeiten. Die Verzweigungsverhältnisse für die verschiedenen Produktions-und Zerfallsarten für repräsentative mSUGRA Punkte sind in den Abbildungen 2 und <strong...

Dieses Papier zeigt ein Protokoll zur Neufassung der Versuchs vereinfachte Modell in Grenzen konservative und aggressive Grenzen auf einem beliebigen neuen Physik-Modell. Öffentlich zugängliche LHC experimentellen Ergebnisse können auf diese Weise in Grenzen auf fast jedem neuen Physik-Modell mit einem Supersymmetrie-Signatur wie neu gefasst werden.

Einstellung der Grenzen auf Supersymmetrie mit vereinfachten Modelle

Experimental limits on supersymmetry and similar theories are difficult to set because of the enormous available parameter space and difficult to ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, bestehende Grenzwerte für vereinfachte Modelle auf vollständige neue Physik-Modelle anzuwenden. Dies wird erreicht, indem das neue Physik-Modell zunächst in seine Bestandteile Prozesse und Zerfallskanäle zerlegt wird. Der zweite Schritt besteht darin, eine Liste vereinfachter Modelle zusammenzustellen, die die Prozesse im neuen Physik-Modell abdecken.Danach müssen die Kinematik der gewählten vereinfachten Modelle anhand der Kinematik eines vollständigen Punktes validiert werden, um eine vollständige Abdeckung sicherzustellen. Der letzte Schritt besteht darin, bestehende Grenzen für diese vereinfachten Modelle in Grenzen für das neue Physikmodell umzuwandeln. Letztendlich werden die geschätzten Grenzen unter Verwendung vereinfachter Modelle genutzt, um zu zeigen, dass näherungsweise Grenzen ohne spezielle Monte-Carlo-Studien erhalten werden können.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden besteht darin, dass keine Detektorsimulation validiert oder ausgeführt werden muss, um eine aussagekräftige Grenze zu erhalten. Diese Methode bietet Theoretikern eine neue Möglichkeit, experimentelle Ergebnisse zu nutzen,

setting-limits-on-supersymmetry-using-simplified-models

Research

Forschung

JoVE Journal

Engineering

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Einstellung der Grenzen auf Supersymmetrie mit vereinfachten Modelle

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