[논문 리뷰] Natural Supersymmetry after the LHC8

Manuel Drees, Jong Soo Kim|arXiv (Cornell University)|2015. 11. 13.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 LHC 런 1 데이터를 활용하여 자연스러운 초대칭 사례를 평가한다. 힉스이노가 가장 가벼운 초대칭 입자인 6차원 매개변수 공간에서 22,000개의 점을 스캔하며, 제3세대 스퀴어크ォ크, 스토퍼, 글루아노가 상대적으로 가벼운 경우를 고려한다. 분석 결과, m~t1 < 660 GeV 또는 m~G > 1180 GeV인 모델들은 엄격한 LHC 탐색 결과에도 여전히 타당한 것으로 나타났으며, 이는 다양한 탐색 채널 간의 상호보완성이 매개변수 공간을 제약하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 시사한다.

ABSTRACT

In this work, we present limits on natural supersymmetry inspired scenarios based on searches in data taken during run 1 of the LHC. We consider a set of 22000 model points in a six dimensional parameter space. The resulting mass spectra feature higgsinos as the lightest supersymmetric particle, as well as relatively light third generation SU(2) doublet squarks and SU(2) singlet stops and gluinos while assuming a Standard Model like Higgs boson. All remaining supersymmetric particles and Higgs bosons are assumed to be decoupled. We check each parameter set against a large number of LHC searches as implemented in the public code CheckMATE. These searches show a considerable degree of complementarity, i.e. in general many searches have to be considered in order to check whether a given scenario is allowed. We delineate allowed and excluded regions in parameter space. For example, we nd that all scenarios where either m~ t1 660 GeV and m~ > 1180 GeV remain allowed.

연구 동기 및 목표

• LHC 런 1 데이터 이후 자연스러운 초대칭 사례의 타당성을 평가하기 위해.
• 실험적 제약 조건과 일치하는 6차원 매개변수 공간의 영역을 식별하기 위해.
• 다양한 LHC 탐색 채널 간의 상호보완성이 특정 초대칭 모델을 배제하거나 허용하는 데 어떻게 기여하는지 평가하기 위해.
• 자연스러움과 LHC 데이터를 모두 만족시키는 데 여전히 가능한 가장 가벼운 스토퍼 및 글루아노 질량 한계를 규명하기 위해.

제안 방법

• 표준모형 유사 힉스 보손을 가정한 6차원 초대칭 매개변수 공간에서 22,000개의 모델 점을 스캔한 것.
• 히iggs이노, 제3세대 스퀴어크ォ크, 스토퍼, 글루아노를 제외한 모든 초대칭 입자가 분리된 것으로 가정한 것.
• CheckMATE 공개 코드를 적용하여 각 모델 점이 포괄적인 LHC 탐색 분 析와 얼마나 일치하는지 평가한 것.
• 다양한 탐색 채널을 활용하여 제약 조건을 평가하고, 그 상호보완성을 통해 배제 감도를 향상시킨 것.
• 통합된 탐색 결과를 바탕으로 매개변수 공간 내에서 허용되거나 배제된 영역을 식별한 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자연스러운 초대칭 매개변수 공간의 어떤 영역이 LHC 런 1 데이터와 일치하는가?
• RQ2 다양한 LHC 탐색 채널은 초대칭 모델을 제약하는 데 어떻게 상호보완적인가?
• RQ3 자연스러움을 유지하면서도 실험적 배제를 피할 수 있는 가장 가벼운 스토퍼 및 글루아노 질량 한계는 무엇인가?
• RQ4 LHC 탐색의 제약 조건은 특정 조합의 스토퍼 및 글루아노 질량을 어느 정도까지 배제하는가?

주요 결과

• m~t1 < 660 GeV인 모델들은 LHC 탐색 결과에도 여전히 허용되며, 상대적으로 가벼운 스토퍼가 여전히 타당하다는 것을 시사한다.
• m~G > 1180 GeV인 사례들도 또한 배제되지 않았으며, 이는 무거운 글루아노가 현재 데이터와 일치한다는 것을 의미한다.
• 여러 LHC 탐색 채널 간의 상호보완성은 필수적이며, 단일 탐색 채널만으로는 매개변수 공간을 완전히 제약할 수 없다.
• 이 연구는 자연스러움과 LHC 런 1 제약 조건을 모두 만족시키는 매개변수 공간의 상당한 영역을 식별하였다.