Einstellung der Grenzen auf Supersymmetrie mit vereinfachten Modelle

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, bestehende Grenzwerte für vereinfachte Modelle anzuwenden, um neue Physikmodelle zu vervollständigen. Dies wird erreicht, indem zunächst das neue Physikmodell in seine Bestandteile und Modi zerlegt wird. Der zweite Schritt besteht darin, eine Liste vereinfachter Modelle zusammenzustellen, die die Prozesse im neuen Physikmodell abdecken.

Als nächstes muss die Kinematik der ausgewählten vereinfachten Modelle gegen die Kinematik eines vollständigen Punktes validiert werden, um eine vollständige Abdeckung zu gewährleisten. Der letzte Schritt besteht darin, bestehende Grenzwerte für diese vereinfachten Modelle in Grenzwerte für das neue Physikmodell umzuwandeln. Letztendlich werden die mit vereinfachten Modellen geschätzten Grenzwerte verwendet, um zu zeigen, dass Näherungsgrenzwerte ohne spezielle Montecarlo-Studien ermittelt werden können.

Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Methoden besteht darin, dass keine Detektorsimulation validiert oder durchgeführt werden muss, um einen brauchbaren Grenzwert zu erhalten. Diese Methode gibt Theoretikern eine neue Möglichkeit, experimentelle Ergebnisse zu nutzen Individuen, die neu sind, um ein Modell nicht zu verstehen. Die Physik hat im Allgemeinen mit der scheinbaren Komplexität neuer Physikmodelle zu kämpfen.

Mit dieser Methode sind wir jedoch in der Lage, die Kinematik des gesamten Modells, d. h. die geringe Anzahl vereinfachter Modelle, fast vollständig zu reproduzieren, was das Leben viel einfacher macht. Der erste Schritt zur Erforschung der minimalen Supergravitation, die in diesem Video oder in einem neuen Physikmodell untersucht wird, besteht darin, Proton-Proton-Kollisionsereignisse zu erzeugen, die eine Ebene in ihrem Parameterraum abdecken. Verwenden Sie dazu eine Sammlung von Software, die Veranstaltungen mit Parton-Duschen erstellt und ein Bevormundungsmodell enthält.

Leiten Sie die Ereignisse durch das ziemlich gute Simulations-PGS-Softwarepaket mit einer großen Hadron Collider-Detektor-Parameterkarte und extrahieren Sie Endzustandsobjekte. Verwenden Sie als Nächstes die PGS-Ereignisergebnisse und den Generator-Ereignisdatensatz, um die Teilproduktion in den Decay-Modi zu klassifizieren. Behalten Sie den Überblick über alle Teilchenmassen, Produktionsmechanismen, Zerfallsketten und deren jeweilige Anzahl und verwenden Sie diese, um Verzweigungsfraktionen zu berechnen.

Berechnen Sie die besten Produktionsquerschnitte für das gewünschte Modell. Starten Sie die Modellrekonstruktion, indem Sie einen Punkt im Parameterraum der neuen Physik auswählen. Modellieren Sie die M zero M1 Halbebene in minimaler Supergravitation.

Bestimmen Sie die Produktionsmodi für diesen Punkt, und notieren Sie sich die wichtigen Modi für denselben Punkt im Parameterraum. Bestimmen Sie die wichtigen Zerfallsmodi: Scannen Sie den Parameterraum und wiederholen Sie diese Schritte, bis ein Wörterbuch mit vereinfachten Modellen vorhanden ist, das mindestens 50 % der offenen Produktions- und Zerfallsmodi des neuen Physikmodells abdeckt. Beginnen Sie als Nächstes mit dem Testen der Qualität des vereinfachten Modells.

Wählen Sie einen repräsentativen Punkt des neuen Physikmodells und konstruieren Sie dort das entsprechende vereinfachte Modell mit den entsprechenden Massen. Wiederholen Sie diesen Vorgang für mehrere Punkte, um mehrere vereinfachte Modelle zu erhalten. Beginnen Sie mit einem vereinfachten Modell und gewichten Sie es mit einem Faktor, der proportional zu seinem Produktionsanteil multipliziert mit seinem Verzweigungsanteil ist.

Fügen Sie als Nächstes dem ersten Modell ein zweites gewichtetes Modell hinzu. Fahren Sie mit dem gleichen Vorgang für jedes der anderen Modelle fort, um eine Summe für alle Modelle zu bilden. Berechnen Sie als Nächstes die kinematischen Verteilungen für die repräsentativen Punkte minimaler Supergravitation mit Hilfe des Ereignisgenerierungsverfahrens und vergleichen Sie sie mit denen des kombinierten vereinfachten Modells.

Wenn sich die Kinematik um mehr als 30 % unterscheidet, fügen Sie zusätzliche vereinfachte Modelle hinzu, um die Abdeckung für den konservativsten Grenzwert zu verbessern. Beginnen Sie mit der Erstellung von Grenzwerten, indem Sie den Ausdruck für die erwartete Anzahl von Ereignissen berücksichtigen, die hier angezeigt werden. Erhalten Sie die relevanten Produkte für Akzeptanz und Effizienz.

Wählen Sie einen Parameterraumpunkt aus, und verwenden Sie diese Gleichung, um das Verhalten des neuen Physikmodells zu testen, wenn keine Annahmen über Ereignisse getroffen werden, die nicht explizit im vereinfachten Modell enthalten sind. Um einen realistischeren Grenzwert für denselben Parameterraumpunkt zu erhalten. Testen Sie das neue Physikmodell unter der Annahme, dass sich die Effizienz für die assoziierte Produktion nicht signifikant von der der Paarproduktion unterscheidet.

Für einen aggressiveren Grenzwert testen Sie den Parameterraumpunkt unter der Annahme, dass die Produktionsmodi, die nicht durch explizit eingeschlossen dargestellt werden, nicht enthalten sind. Vereinfachte Modelle sind vergleichbar mit denen, die enthalten sind. Um den aggressivsten möglichen Grenzwert zu erhalten, fügen Sie die Annahme hinzu, dass die Abklingmodi nicht durch die explizit eingeschlossenen dargestellt werden.

Vereinfachte Modelle sind vergleichbar mit denen der Modelle, die enthalten sind. Wenn Sie davon ausgehen, dass keine Informationen über Korrelationen vorliegen, verwenden Sie den Grenzwert, der durch den Signalbereich mit der besten erwarteten Leistung festgelegt wurde. Dieses Diagramm zeigt ein Beispiel für eine Null-Lept-On-Ausschlussgrenze für Modelle mit minimaler Supergravitation mit einem Verhältnis von Higgs-Vakuum-Erwartungswerten von 10, einer alinearen Kopplung von Null und einem positiven Massenparameter.

Die kombinierten Grenzwerte werden unter Verwendung des Signalbereichs ermittelt, der an jedem Punkt im Parameterraum den besten erwarteten Grenzwert generiert. Die gestrichelte blaue Linie zeigt den erwarteten Grenzwert von 95 % Konfidenzniveau. Theoretische systematische Unsicherheiten werden nicht berücksichtigt.

Die durchgezogene rote Linie zeigt die beobachteten Grenzwerte an, die Ergebnisse früherer Suchen mit unterschiedlichen Parameteroptionen werden ebenfalls angezeigt. Hier sind die Ausschlussgrenzen, die nur mit vereinfachten Modellen für jede der sukzessive aggressiveren Annahmen ermittelt wurden, die in der Analyse getroffen wurden. Die Grenzwerte sind mit der Nummer der Manuskriptgleichung gekennzeichnet.

Um einen Vergleich mit dem Atlas-Experiment zu machen, wird das Produkt aus dem Akzeptanzverhältnis und dem Wirkungsgrad interpoliert. Die konservativste Ausschlussgrenze folgt der Grenze der dedizierten Suche in Regionen, die von den vereinfachten Modellen gut abgedeckt werden, die aggressivste Grenze überschätzt den Ausschluss um bis zu 40 Gig Elektronenvolt in der Squawk-dominierten Region und bis zu 100 Gig Elektronenvolt in der Gino-dominierten Region. Beachten Sie, dass selbst für die geringe Anzahl der verwendeten vereinfachten Modelle die festgelegten konservativen Grenzwerte nahe am korrekten Ergebnis liegen.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie vorhandene experimentelle Grenzwerte verwenden können, um ein Limit für ein neues Physikmodell festzulegen. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, sich genau daran zu erinnern, welche Annahmen über die Endzustände getroffen wurden und ob diese Annahmen physikalisch und gültig sind.