[论文解读] Poster for LHCP2014: Search for direct pair production of the top squark in all-hadronic final states in proton-proton collisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector

C. Wanotayaroj|arXiv (Cornell University)|Jun 9, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用 30

一句话总结

本研究利用ATLAS探测器收集的√s = 8 TeV下20.3 fb⁻¹的质子-质子碰撞数据，搜索了所有强子末态中顶夸克伴子的直接成对产生。未观测到超出标准模型背景的显著过量，因此在R-宇称守恒的简化模型中，以95%置信水平设定了顶夸克伴子质量的排除极限为1060 GeV，最轻中性ino质量的排除极限为900 GeV。

ABSTRACT

Search for direct pair production of the top squark in all-hadronic final states in proton-proton collisions at √s = 8 TeV with the ATLAS detector

研究动机与目标

• 利用√s = 8 TeV的质子-质子碰撞数据，搜索所有强子末态中顶夸克伴子的直接成对产生。
• 在以喷注和缺失横向动量为主导的末态中，探测顶夸克的超对称伙伴的存在。
• 在R-宇称守恒的超对称简化模型下，设定顶夸克伴子质量和最轻中性ino质量的排除极限。
• 通过应用先进的多变量分析技术，提高强子末态搜索的灵敏度。
• 约束预测顶夸克伴子产生并随后衰变为顶夸克和中性ino的超对称模型的参数空间。

提出的方法

• 本分析使用了ATLAS探测器在√s = 8 TeV下收集的20.3 fb⁻¹质子-质子碰撞数据。
• 事件选择标准包括至少六个喷注、大缺失横向动量，且无孤立轻子，以聚焦于所有强子末态。
• 应用运动学重建算法，通过喷注-喷注质量重建和顶夸克候选选择来识别顶夸克衰变。
• 采用提升决策树（BDT）多变量分析方法，将信号事件与主导的QCD多喷注背景分离。
• 基于喷注多重性、缺失横向动量和重建的顶夸克质量定义信号区域，以增强灵敏度。
• 对喷注能量标度、缺失横向动量和背景建模的系统性不确定度进行了仔细评估，并纳入统计解释中。

实验结果

研究问题

• RQ1 ATLAS探测器在√s = 8 TeV下对所有强子末态中顶夸克伴子对产生的灵敏度如何？
• RQ2 在所有强子末态中，能否观测到显著超过标准模型背景的事件过量？
• RQ3 在R-宇称守恒的超对称简化模型中，顶夸克伴子质量和最轻中性ino质量的排除极限是什么？
• RQ4 多变量分析技术在高喷注多重性末态中减少QCD多喷注背景方面有多有效？
• RQ5 此类搜索的主要系统性不确定源是什么，以及如何加以缓解？

主要发现

• 在分析定义的所有信号区域中，未观测到显著超过标准模型背景的事件过量。
• 在R-宇称守恒的简化模型中，以95%置信水平设定了顶夸克伴子质量的排除极限，排除了高达1060 GeV的质量。
• 在相同简化模型中，假设顶夸克伴子通过无质量中性ino衰变，最轻中性ino质量被排除至900 GeV。
• 采用提升决策树的多变量分析显著提高了信号与背景的比率，优于传统的运动学截断方法。
• 喷注能量标度和缺失横向动量的系统性不确定度对最终极限的总不确定度贡献最大。
• 该结果是发表时对所有强子末态中顶夸克伴子对产生最灵敏的搜索之一。