Установка ограничений на суперсимметрии с помощью упрощенных моделей

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы применить существующие ограничения к упрощенным моделям для завершения новых физических моделей. Это достигается путем деконструкции новой физической модели на составляющие ее процессы и моды. Второй шаг — составление списка упрощенных моделей, которые охватывают процессы в новой физической модели.

Затем кинематика выбранных упрощенных моделей должна быть проверена на соответствие кинематике полной точки, чтобы обеспечить полное покрытие. Последним шагом является преобразование существующих ограничений в этих упрощенных моделях в пределы новой физической модели. В конечном счете, расчетные пределы с использованием упрощенных моделей используются для того, чтобы показать, что приближенные пределы могут быть получены без специальных исследований Монте-Карло.

Основное преимущество этого метода перед существующими методами заключается в том, что для получения полезного предела не требуется валидировать или запускать моделирование детектора. Этот метод дает теоретикам новый способ использования экспериментальных результатов. Физика в целом борется с кажущейся сложностью новых физических моделей.

Тем не менее, с помощью этого метода мы можем почти полностью воспроизвести кинематику всей модели, которая представляет собой небольшое количество упрощенных моделей, что значительно облегчает жизнь. Первым шагом в изучении минимальной сверхгравитации, изучаемой в этом видео, или любой другой новой физической модели, является генерация событий протонного столкновения протонов, охватывающих плоскость в ее пространстве параметров. Для этого используйте коллекцию программного обеспечения, которое создает мероприятия с душем Партон и включает в себя модель патронирования.

Пропустите события через довольно хороший программный пакет моделирования PGS с большой картой параметров детектора адронного коллайдера и извлеките объекты конечного состояния. Затем используйте результаты события PGS и запись события генератора для классификации производства компонента в режимах затухания. Отслеживайте все массы частиц, механизмы производства, цепочки распада и их соответствующее количество, а также используйте их для вычисления ветвящихся дробей.

Рассчитайте наилучшие производственные сечения для интересующей модели. Начните реконструкцию модели с выбора точки в пространстве параметров новой физики. Моделируйте полуплоскость M zero M1 в условиях минимальной сверхгравитации.

Определите режимы производства для этой точки и отметьте важные из них для той же точки в пространстве параметров. Определите важные режимы распада Сканируйте пространство параметров и повторяйте эти шаги до тех пор, пока не будет создан словарь упрощенных моделей, которые охватывают не менее 50% открытых режимов производства и распада новой физической модели. Далее приступаем к проверке качества упрощенной модели.

Выберите репрезентативную точку новой физической модели и постройте в ней соответствующую упрощенную модель, используя соответствующие массы. Повторите это для нескольких точек, в результате чего получится несколько упрощенных моделей. Начните с одной упрощенной модели и взвесьте ее с коэффициентом, пропорциональным ее производственной дроби, умноженной на ее фракцию ветвления.

Далее добавьте вторую взвешенную модель к первой. Продолжайте делать то же самое для каждой из остальных моделей, чтобы сформировать сумму по всем моделям. Затем вычислите кинематические распределения для репрезентативных точек минимальной супергравитации с помощью процедуры генерации событий и сравните их с распределениями объединенной упрощенной модели.

Если кинематика отличается более чем на 30%, включите дополнительные упрощенные модели для улучшения покрытия для наиболее консервативного предела. Начните построение предела, рассмотрев выражение для ожидаемого числа событий, показанное здесь. Получите соответствующие продукты приемлемости и эффективности.

Выберите точку пространства параметров и используйте это уравнение для проверки поведения новой физической модели, когда нет никаких предположений о событиях, не включенных в упрощенную модель явным образом. Для получения более реалистичного предела для того же параметра пространство point. Протестируйте новую физическую модель в предположении, что эффективность попутного производства существенно не отличается от эффективности парного производства.

Для более агрессивного предела протестируем параметр пространства point с предположением, что режимы производства не представлены явным образом. Упрощенные модели сравнимы с теми, которые входят в комплект. Чтобы получить наиболее агрессивный возможный предел, добавим предположение, что моды распада не представлены явно включенными.

Упрощенные модели сопоставимы с моделями, которые входят в комплект. Предполагая, что информация о корреляциях отсутствует, используйте предел, установленный областью сигнала с наилучшей ожидаемой производительностью. На этом графике показан пример нулевого лепта на пределе исключения для моделей минимальной сверхгравитации с отношением значений ожидаемого вакуума Хиггса 10, алинеарной связью равной нулю и положительным параметром массы.

Объединенные пределы получаются с помощью области сигнала, которая генерирует наилучший ожидаемый предел в каждой точке пространства параметров. Синяя линия показывает ожидаемый предел уровня достоверности 95%. Теоретические систематические неопределенности не учитываются.

Сплошной красной линией обозначен наблюдаемый предел, также отображаются результаты предыдущих поисков с различными вариантами параметров. Ниже приведены пределы исключения, полученные с использованием только упрощенных моделей для каждого из последовательно более агрессивных предположений, сделанных в анализе. Пределы помечены по номеру их рукописного уравнения.

Для сравнения с экспериментом Atlas интерполируется произведение коэффициента приемлемости на эффективность. Самый консервативный предел исключения следует за пределом выделенного поиска в областях, которые хорошо покрываются упрощенными моделями, самый агрессивный предел завышает исключение до 40 гигабайт электронвольт в области с преобладанием сквока и до 100 гигабайт электронвольт в области с преобладанием джино. Обратите внимание, что даже для небольшого числа используемых упрощенных моделей установлены консервативные пределы, близкие к правильному результату.

После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как использовать существующие экспериментальные ограничения для установки лимита для любой новой физической модели. Пытаясь выполнить эту процедуру, важно точно помнить, какие предположения были сделаны в отношении конечных состояний и являются ли эти предположения физическими и обоснованными.