Laudaturseminaari osa 2

Esitys aiheesta: "Laudaturseminaari osa 2"— Esityksen transkriptio:

1 Laudaturseminaari osa 2
Simulaatio Higgsin bosonien tuotosta ja hajoamisesta supersymmetriamallissa Tapio Salminen

2 Sisältö Simuloinnin tarkoitus Lyhyt teoriapaketti
MSSM ja non-universal gaugino masses Miten signaali saadaan esiin taustasta Leikkaukset ja niiden optimointi Analyysin tulokset

3 Simuloinnin tarkoitus
Teoria & parametrit Monte Carlo -menetelmällä voidaan generoida eventtejä teoriaparametreista Detektorin simulointi helppoa ja nopeaa Voidaan testata eri teorioita ennenkuin kiihdytin saadaan käyntiin Tiedetään mitä odottaa detektorista saadaan eri teorioille sopivat leikkaukset optimoitua jo ennen käynnistystä Analyysi OIKEA MITTAUS Pythia MONTE CARLO Observaabelit Eventit FAMOS Data Todellisuus

4 Supersymmetria SUSY – teorioissa jokaisella SM fermionilla on superpartnerina bosoni ja bosonilla fermioni. SUSY – hiukkasia ei ole havaittu kokeellisesti Suuret massat Supersymmetrian rikkoutuminen R-Pariteetti säilyy: SUSY-hiukkaset syntyvät pareittain kevyin (LSP) ei voi hajota

5 Miksi juuri SUSY? Poistaa Higgsin massaan tulevat energian neliöön kasvavat kvanttikorjaukset.(Hierarkiaongelma) Ehdokas pimeälle aineelle (LSP). SUSY voidaan lisata standardimalliin laajennuksena. (esim. MSSM) Kytkentävakioiden yhdistäminen GUT - skaalalla onnistuu.

6 SUSY - Higgs SUSY -malleissa useita Higgsejä
Minimal Supersymmetric standard model (MSSM) Viisi Higgsin bosonia Massat riippuvat teorian parametreista yleensä valitaan mA ja tanb riippumattomiksi parametreiksi Kevyin h odotetaan olevan hieman alle 135 GeV (>114.4GeV) pitäisi löytyä helposti

7 Non–universal gaugino masses gaugiino = bosonin superpartneri
” Phenomenology of non-universal gaugino masses in supersymmetric grand unified theories” Tutkimus erilaisista SUSY-esityksistä korkeissa energioissa (GUT-skaala) Erittäin lyhyt tiivistelmä: MSSM –malleissa oleva SU(5) symmetria voidaan jakaa osiin seuraavasti: Yksidimensioisessa esityksessä gaugiinojen massat ovat universaaleja GUT-skaalalla Suurempidimensioisissa esityksissä gaugiinojen massat vaihtelevat Tästä seuraa erilaiset vaikutusalat Higgsien tuotolle eri esityksissä

8 Vaikutusalat Eri Higgsien tuoton vaikutusalat riippuvat esityksestä (1- tai useampidimensioinen). Tehtävä: Miten saadaan Higgs-signaalit mahdollisimman hyvin esiin? Lisäksi: Voidaanko eri esitykset erottaa toisistaan kokeellisesti? REP1 REP24

9 Miten saadaan signaali esiin taustasta?
Leikkaukset

10 Signaalikanava: Muistutus: Gluinot ja skvarkit syntyvät aina pareittan (R-Pariteetti) Lopputilassa 4 b-kvarkkia Lopputilassa 2 neutraliinoa

11 Kaksi jettiä

12 Kolme jettiä SUSY -eventeissä paljon jettejä Jettileikkaus

13 Jettileikkaus Leikkausten apuna: Tehdään histogrammi eventeistä
Signaali ja tausta erikseen Värit: Musta = 2*Higgs signaali Vihreä = 1*Higgs signaali Sininen = SUSY-tausta Punainen = Merkittävin SM-tausta Vaaditaan vähintään 7 jettiä

14 Bjet-leikkaus B-jetiksi kutsutaan jettiä, joka syntyy b- kvarkin hadronisoituessa. Neljän b-kvarkin lopputila on SM- prosesseissa harvinainen Vaaditaan vähintään 3 bjettiä

15 Missing Et Hiukkassuihkua kohtisuorassa tasossa voidaan energian säilymisestä laskea detektorin ohittanut energia. Neutriinot, neutraliinot, ... , detektoriefektit. Tyypillinen SUSY -signaali Missing Et -leikkaus

16 Missing Et -Leikkaus SUSY-eventeissä pimeä aine (neutraliinot) karkaa detektorista jälkiä jättämättä Kahden Higgsin signaalissa kaksi neutraliinoa eri suuntiin pienempi EtMiss 70GeV < EtMiss < 250GeV 250GeV yläraja leikkaa SUSY- hännän pois

17 Lopulliset leikkaukset
Vähintään 7 jettiä Vähintään 3 b-jettiä 70GeV < EtMiss < 250 GeV Lisäksi: Kahdelle jetille Pt > 200 GeV Kolmas jetti Pt > 150 GeV Neljäs jetti Pt > 100 GeV

18 Leikkausten tehokkuus

19 Tulokset Saadaanko signaali näkyviin?
Voidaanko REP1 ja REP24 erottaa toisistaan?

20 Tulokset REP1 Leikkausten jälkeen tehdään invariantista massasta kuvaaja REP1: vain h-kanava auki Piikin kohdalta voidaan x- akselilta lukea Higgsin massa

21 Tulokset REP24 24 dimensioisessa esityksessä syntyy myös painavia Higgsejä mA on simulaatiossa asetettu arvoon 190GeV Taustasta erottuu selkeä massapiikki 190GeV kohdalla Oikeasta datasta voitaisiin päätellä painavampien Higgsien tuotto sekä Higgsin massa

22 Viitteet ja kiitokset Laudaturseminaari osa 1 viitteiden lisäksi: CMS Physics: Technical design report vol2, Physics performance Kiitokset Jorma Tuominiemelle, Ritva Kinnuselle ja ennen kaikkea Sami Lehdelle loistavasta ohjauksesta

23 Jos aikaa jää.

24 Mitä jeteiltä vaaditaan
Hiukkassuihkua kohtisuorassa tasossa: = 90o   = 0  = 10o    2.4 = 170o    -2.4 = 1o    5.0

25 EtJet- & etaleikkaukset