Impostazione dei limiti di Supersimmetria utilizzando modelli semplificati

L'obiettivo generale di questa procedura è applicare i limiti esistenti sui modelli semplificati a modelli di nuova fisica completi. Ciò viene ottenuto innanzitutto decompattando il modello di nuova fisica nei suoi processi e modi costitutivi. Il secondo passo consiste nel compilare un elenco di modelli semplificati che coprano i processi presenti nel modello di nuova fisica.

Successivamente, la cinematica dei modelli semplificati scelti deve essere convalidata rispetto alla cinematica di un punto completo per garantire una copertura totale. L'ultimo passaggio consiste nella conversione dei limiti esistenti su quei modelli semplificati in limiti sul nuovo modello di fisica. In definitiva, i limiti stimati utilizzando modelli semplificati vengono impiegati per dimostrare che è possibile ottenere limiti approssimati senza ricorrere a studi dedicati di Montecarlo.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti è che non è necessario validare o eseguire alcuna simulazione del rivelatore per ottenere un limite utile. Questo metodo offre ai teorici un nuovo modo per utilizzare i risultati sperimentali. Le persone nuove nel campo hanno difficoltà a comprendere un modello. In fisica, in generale, si riscontra difficoltà di fronte alla complessità apparente dei modelli di nuova fisica.

Tuttavia, con questo metodo siamo in grado di riprodurre quasi completamente la cinematica del modello completo, ovvero il piccolo numero di modelli semplificati, il che rende la vita molto più semplice. Il primo passo nell'esplorazione della supergravità minimale studiata in questo video o di qualsiasi nuovo modello di fisica consiste nel generare eventi di collisione protone-protone che coprano un piano nello spazio dei suoi parametri. Per fare ciò, si utilizza un insieme di software che produce eventi con sciami di parteoni e incorpora un modello di hadronizzazione.

Passare gli eventi attraverso il pacchetto software di simulazione Pretty Good Simulation (PGS) con una scheda di parametri per il rivelatore del Large Hadron Collider ed estrarre gli oggetti dello stato finale. Successivamente, utilizzare i risultati degli eventi PGS e il record degli eventi del generatore per classificare la produzione di spart nelle modalità di decadimento. Tenere traccia di tutte le masse delle particelle, dei meccanismi di produzione, delle catene di decadimento e dei rispettivi conteggi, e utilizzare questi dati per calcolare le frazioni di decadimento.

Calcolare le sezioni d'urto di produzione ottimali per il modello di interesse. Avviare la ricostruzione del modello selezionando un punto nello spazio dei parametri della nuova fisica. Modellare il semipiano M zero M1 mezzi nella supergravità minimale.

Determinare i modi di produzione per questo punto e annotare quelli importanti per lo stesso punto nello spazio dei parametri. Determinare i modi di decadimento importanti. Scansionare lo spazio dei parametri e ripetere questi passaggi fino a ottenere un dizionario di modelli semplificati che copra almeno il 50% dei modi di produzione e decadimento aperti del modello di nuova fisica. Successivamente, iniziare a verificare la qualità del modello semplificato.

Scegliere un punto rappresentativo del nuovo modello di fisica e costruire il relativo modello semplificato in quel punto utilizzando le masse appropriate. Ripetere questa procedura per diversi punti, ottenendo così diversi modelli semplificati. Iniziare con un modello semplificato e pesarlo con un fattore proporzionale alla sua frazione di produzione moltiplicata per la sua frazione di decadimento.

Successivamente, aggiungere un secondo modello pesato al primo. Continuare così per ciascuno degli altri modelli, formando una somma su tutti i modelli. Calcolare quindi le distribuzioni cinematiche per i punti rappresentativi della supergravità minimale utilizzando la procedura di generazione degli eventi e confrontarle con quelle del modello semplificato combinato.

Se la cinematica differisce di oltre il 30%, includere modelli semplificati aggiuntivi per migliorare la copertura del limite più conservativo. Iniziare la costruzione del limite considerando l'espressione per il numero atteso di eventi mostrata qui. Ottenere i prodotti rilevanti di accettanza ed efficienza.

Scegliere un punto nello spazio dei parametri e utilizzare questa equazione per verificare il comportamento del modello di nuova fisica quando non vengono fatte assunzioni su eventi non esplicitamente inclusi nel modello semplificato. Per ottenere un limite più realist游戏副本

Per un test limite più aggressivo, considerare il punto nello spazio dei parametri assumendo che le modalità di produzione non rappresentate siano incluse esplicitamente. I modelli semplificati sono paragonabili a quelli inclusi. Per ottenere il limite più aggressivo possibile, aggiungere l'assunzione che anche le modalità di decadimento non rappresentate siano incluse esplicitamente.

I modelli semplificati sono paragonabili a quelli inclusi nei modelli. In assenza di informazioni sulle correlazioni, utilizzare il limite stabilito dalla regione di segnale con la migliore prestazione attesa. Questo grafico mostra un esempio di limite di esclusione con zero leptoni per modelli di supergravità minimale con un rapporto tra i valori di aspettazione del vuoto dell'Higgs pari a 10, un accoppiamento lineare nullo e un parametro di massa positivo.

I limiti combinati si ottengono utilizzando la regione di segnale, che genera il limite atteso migliore in ogni punto dello spazio dei parametri. La linea blu tratteggiata mostra il limite atteso al livello di confidenza del 95%. Non vengono presi in considerazione gli errori sistematici teorici.

La linea rossa continua indica i risultati del limite osservato; vengono inoltre mostrati i risultati di ricerche precedenti ottenuti con diverse scelte di parametri. Qui sono riportati i limiti di esclusione ottenuti utilizzando esclusivamente modelli semplificati, corrispondenti a ciascuna delle assunzioni progressivamente più restrittive adottate nell'analisi. I limiti sono etichettati in base al numero delle equazioni nel manoscritto.

Per effettuare un confronto con l'esperimento Atlas, viene interpolato il prodotto tra il rapporto di accettanza e l'efficienza. Il limite di esclusione più conservativo segue il limite della ricerca dedicata nelle regioni ben coperte dai modelli semplificati, mentre il limite più aggressivo sovrastima l'esclusione fino a 40 gigaelettronvolt nella regione dominata dallo squark e fino a 100 gigaelettronvolt nella regione dominata dal gluino. Si noti che anche con il ridotto numero di modelli semplificati utilizzati, i limiti conservativi stabiliti sono prossimi al risultato corretto.

Dopo aver guardato questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come utilizzare i limiti sperimentali esistenti per stabilire un limite su qualsiasi modello di nuova fisica. Nel seguire questo procedimento, è importante ricordare con precisione quali assunzioni sono state fatte sugli stati finali e se tali assunzioni siano fisicamente corrette e valide.