[論文レビュー] Gaugino pair production at LHC for the case of nonuniversal gaugino masses

S.I. Bityukov, Nikolai Krasnikov|ArXiv.org|Mar 29, 1999

Particle Accelerators and Free-Electron Lasers参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、非一様ゲージノ質量の下でLHCにおけるチャージノおよびニュートラリノ対生成を調査し、3つのレプトンと運動量の欠損を伴う最終状態に注目する。信号の可視性は、最軽い超対称粒子（LSP）とチャージノの間の質量差に強く依存しており、ゲージノ系における質量階層に顕著な感度を示すことが判明した。

ABSTRACT

We investigate χ^{+/-}_1 χ^0_2 pair production at LHC (CMS) with subsequent decays into leptons for the case of nonuniversal gaugino masses. Visibility of signal by an excess over SM background in 3 leptons + no jet + E^{miss}_T events depends rather strongly on the relation between LSP mass χ^0_1 and χ^{+/-}_1 mass. We also give some preliminary results on the investigation of squark and gluino production at LHC for the case of nonuniversal gaugino masses.

研究の動機と目的

• 非一様ゲージノ質量の下でLHCにおけるチャージノおよびニュートラリノ対生成の素粒子物理学的性質を研究すること。
• 3レプトン＋運動量の欠損＋ジェットなしの最終状態における超対称信号の検出可能性を評価すること。
• 最軽い超対称粒子（LSP）とチャージノの間の質量階層が信号可視性に与える影響を評価すること。
• 同じ非一様ゲージノ質量フレームワーク下でのスクォークおよびグルーギノ生成の予備的結果を提供すること。

提案手法

• 非一様ゲージノ質量を仮定した最小超対称標準模型（MSSM）の文脈で、チャージノおよびニュートラリノ対生成をシミュレーションする。
• CMS検出器シミュレーションフレームワークを用いて、3レプトンおよび運動量の欠損（E_T^miss）を伴う最終状態をモデル化する。
• 標準模型のバックグラウンドを抑制するため、ジェットを伴わない、3つの分離したレプトンを持つイベントに特化した運動量カットを適用する。
• 信号の有意性を、信号断面積とSMバックグラウンド推定値の比較によって評価する。
• LSP（χ⁰₁）とチャージノ（χ±₁）の間の質量差が信号可視性に与える依存性を検討する。
• 同じ非一様ゲージノ質量仮定下でのスクォークおよびグルーギノ生成断面積についての予備的分析を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 LSPとチャージノの間の質量差は、LHCにおけるチャージノ対生成の検出可能性にどのように影響するか？
• RQ2 非一様ゲージノ質量の下で、3レプトン＋E_T^miss＋ジェットなしの最終状態における信号可視性はいかほどか？
• RQ3 非一様ゲージノ質量は、チャージノおよびニュートラリノ対生成の断面積および運動量分布にどのように影響するか？
• RQ4 非一様ゲージノ質量仮定下でのスクォークおよびグルーギノ生成の予備的シグネチャは何か？
• RQ5 この最終状態において、標準模型のバックグラウンドをどの程度抑制できるか、超対称信号の明確な観測が可能になるか？

主な発見

• 3レプトン＋ジェットなし＋E_T^missの最終状態における信号可視性は、LSP（χ⁰₁）とチャージノ（χ±₁）の間の質量差に強く依存する。
• χ⁰₁とχ±₁の間の質量差が大きいほど、信号対バックグラウンド比が著しく向上し、検出可能性が向上する。
• 本研究では、十分な統合した放射線量のもとで、信号が標準模型のバックグラウンドを上回って観測可能な特定の質量領域を同定した。
• 予備的結果では、非一様ゲージノ質量が、一様な場合と比較してスクォークおよびグルーギノの生成断面積を増大させる可能性があることが示唆された。
• 分析から、レプトンと運動量の欠損を伴うクリアな最終状態を通じて、LHCが非一様ゲージノ質量パターンを探索可能である可能性が示された。
• 結果から、特に信号可視性およびバックグラウンド抑制の文脈において、LHCにおける超対称性探索において非一様ゲージノ質量を考慮することが重要であることが強調された。