[論文レビュー] Supersymmetry: Experimental Status

K. A. Ulmer|arXiv (Cornell University)|Jan 14, 2016

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 5被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、8 TeVで実施されたLHCラン1のデータを用いて、CMSおよびATLAS共同研究の結果をもとに、スピン統計的対称性（SUSY）の実験的状態をレビューしている。ジェット＋欠落エネルギー、レプトン的、同じ符号の二レプトン最終状態を含む多様な最終状態における包括的および専用の探索が行われたが、標準模型の予測から顕著なずれは観測されず、グルーコンビナリオン対生成では1.3 TeVまで排除限界が得られ、他のSUSYモデルに対しても同様の境界が得られた。13 TeVでのラン2探索に向けた準備が進行中であり、初期のコンmissionングデータはシミュレーションと良好に一致している。

ABSTRACT

This talk presents results from the CMS and ATLAS Collaborations from searches for physics beyond the Standard Model motivated by supersymmetry from Run 1 of the LHC. Representative searches are described to illustrate the diverse nature of the search program in both background estimation techniques and final state topologies. The status of preparation for Run 2 searches at 13 TeV is also presented.

研究の動機と目的

• LHCラン1の8 TeVでの実験的状態を要約し、CMSおよびATLAS共同研究の結果に焦点を当てる。
• ジェット＋欠落エネルギー、レプトン的、同じ符号の二レプトン最終状態を含む多様な最終状態における包括的およびターゲットされたSUSY探索戦略の概要を提示する。
• データ駆動型の制御領域とシミュレーションを用いたバックグラウンド推定技術の感度と頑健性を評価し、モンテカルロ予測への依存を最小限に抑える。
• 簡略化モデルとpMSSMを用いてSUSYパラメータ空間のグローバルな排除を評価し、残存する妥当な点を特定する。
• 13 TeVの初期コンmissionング結果を報告し、ラン2のSUSY探索に向けたトリガーおよびバックグラウンドモデリングの性能を検証する。

提案手法

• 包括的探索では、MET、HT、bフラグ付きジェット多重度の多次元ビニングを用いて、多様なSUSYシグナルに対する感度を最大化する。
• バックグラウンドはデータ駆動型の制御領域を用いて推定する：t\bar{t}およびW+jetsのための単一レプトン、Z+jetsのための二レプトン、QCDマルチジェット事象のための運動量サイドバンド。
• 非プロンプトレプトン寄与は、データ制御サンプルにおける「フェイクレート」の決定により測定され、シミュレーションへの依存が低減される。
• 信号領域は、MET、HT、bフラグ付きジェット数の複数のビンにわたり定義され、多様なSUSYモデルに対する広範な感度を確保する。
• 簡略化モデルの限界は、95%信頼水準での観測イベント収率と標準模型予測を比較することで導出される。
• pMSSMスキャンは19個の自由パラメータを用い、13 TeVまたは8 TeVの探索結果のいずれかと矛盾する点は除外とみなされる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 トップクォークまたはボトムクォークを含む最終状態におけるグルーコンビナリオン対生成の現在の実験的排除限界は何か？
• RQ2 SUSY探索において、モンテカルロシミュレーションへの依存を低減するために、データ駆動型バックグラウンド推定技術はどの程度効果的か？
• RQ3 初期の13 TeVコンミッションングデータは、ラン2のSUSY探索に向けたトリガーおよびバックグラウンドモデリングの性能をどの程度妥当に裏付けているか？
• RQ4 複数のラン1のSUSY探索からの制約を統合した後、pMSSMパラメータ空間のどの領域が依然として妥当なままであるか？
• RQ5 ジェット＋欠落エネルギー、レプトン的崩壊するW/Z、同じ符号の二レプトン最終状態における包括的探索戦略が、SUSYパラメータ空間をどのように共同で制約するか？

主な発見

• ラン1のデータにおいて、いかなる包括的または専用のSUSY探索最終状態でも、標準模型の予測を上回る顕著なイベント過剰は観測されなかった。
• LSPが軽量である場合、2つのトップクォークに崩壊するグルーコンビナリオン対生成は、グルーコンビナリオン質量が1.3 TeVまで排除された。
• LSPが軽量である場合、2つのボトムクォークに崩壊するグルーコンビナリオン対生成は、グルーコンビナリオン質量が約1.2 TeVまで排除された。
• 同じ符号の二レプトン探索では、データとシミュレーションの間に良好な一致が確認され、顕著なシグナルは観測されず、非プロンプトレプトンモデリングの頑健性が裏付けられた。
• 初期の13 TeVコンミッションングデータは、MET、HT、および遮蔽分布を含む、SUSYに感受しやすい主要な変数について、データとモンテカルロシミュレーションの間に良好な一致を示した。
• pMSSMスキャンの結果、低質量SUSY点はより多くが除外される傾向にあり、グルーコンビナリオンおよびスレプトン生成の大部分の点が、統合されたラン1の結果によって除外された。