وضع حدود على التناظر الفائق باستخدام نماذج المبسطة
Summary
يوضح هذه الورقة بروتوكول لإعادة صياغة حدود نموذج مبسط التجريبية في حدود المحافظة والعدوانية على التعسفي نموذج الفيزياء الجديدة. النتائج LHC متاحة للجمهور التجريبية يمكن إعادة صياغة بهذه الطريقة في حدود تقريبا على أي نموذج الفيزياء الجديدة مع توقيع مثل التناظر الفائق.
Abstract
حدود التجريبية على التناظر الفائق ونظريات مماثلة يصعب تعيين بسبب المساحة المتاحة المعلمة هائلة ويصعب التعميم بسبب تعقيد نقطة واحدة. وبالتالي، أكثر الظواهر، ونماذج مبسطة أصبحت شعبية لوضع حدود التجريبية، كما لديهم تفسيرات المادية أكثر وضوحا. لم، ومع ذلك، ثبت استخدام هذه الحدود نموذج مبسط لوضع حد حقيقي على نظرية ملموسة. يعيد صب هذه الورقة حدود نموذج مبسط في حدود على نموذج الفائق محددة وكاملة، والحد الأدنى بارامغناطيسية فائقة. حدود التي تم الحصول عليها في إطار مختلف الافتراضات المادية هي مماثلة لتلك التي تنتجها عمليات البحث الموجهة. ويرد صفة طبية لحساب حدود المحافظة والعدوانية على نظريات إضافية. باستخدام القبول والكفاءة الجداول جنبا إلى جنب مع الأعداد المتوقعة، ولاحظ من الأحداث في مناطق إشارة مختلفة، يمكن إعادة صياغة النتائج التجريبية LHC في هذا أماهnner في أي الإطار النظري تقريبا، بما في ذلك النظريات nonsupersymmetric مع التوقيعات مثل التناظر الفائق.
Introduction
أحد ملحقات الواعدة من النموذج القياسي، التناظر الفائق (SUSY) 1-14، هو البؤرة المركزية للعديد من عمليات البحث من خلال التجارب LHC في سيرن. البيانات التي تم جمعها في عام 2011 هي بالفعل كافية لدفع حدود الفيزياء الجديدة ما هو أبعد من أي المصادم السابق 15-22. مع وصول بيانات جديدة ويتم دفع تزال أبعد الاستثناءات، سيكون من المهم على نحو متزايد على التواصل بوضوح إلى المجتمع ما الفيزياء مناطق واسعة الفضاء المعلمة فائق تم استبعادها. عادة ما يتم تعيين الحدود الحالية مقيدة على الطائرات ثنائية الأبعاد، والتي في كثير من الأحيان لا تمثل المتنوعة المتاحة SUSY الفضاء المعلمة ويصعب فهمها على النحو قيود على الجماهير المادية أو الكسور المتفرعة. وهناك مجموعة كبيرة من نماذج مبسطة 23، تم اقتراح 24 للمساعدة في فهم هذه الحدود، وقدمت كل من ATLAS و CMS نتائج الاستبعاد للعديد من هذه النماذج 15-20.
يوضح هذه الورقة تطبيق هذه الاستثناءات نموذج مبسط لكامل نموذج الفيزياء الجديدة باستخدام المثال من بارامغناطيسية فائقة الحد الأدنى (MSUGRA، والمعروف أيضا باسم CMSSM) 25-30. يتم اختيار هذا النموذج من أجل مقارنة حدود تعيين باستخدام نماذج مبسطة لتلك التي نشرت بشكل مستقل من قبل التجارب. هذا الإجراء هو عام بما فيه الكفاية لتكون قابلة للتمديد إلى أي نموذج الفيزياء الجديدة (NPM). لأن هذا يمثل أول محاولة ل"إغلاق حلقة" ووضع قيود على SUSY باستخدام نماذج مبسطة، يتم استكشاف عدد من الافتراضات حول مدى انطباق حدود على وجه الخصوص نماذج مبسطة، مما أدى إلى وصفات لوضع حدود المحافظة والعدوانية على النظريات التي لديها لم يتم فحصها من قبل تجارب المصادم.
لوضع حد في الآلية الوقائية الوطنية، هناك حاجة إلى ثلاث عمليات منفصلة. أولا، لا بد من تفكيكه إلى أجزاء الآلية الوقائية الوطنية المكونة لها، التي تفصل بين مختلف الم Ùوسائط كشن وسائط تسوس لجميع جزيئات جديدة في النموذج. ثانيا، يجب أن يتم اختيار مجموعة من نماذج مبسطة لإعادة الحركيات وطبولوجيا الحدث ذات الصلة في الآلية الوقائية الوطنية. الثالث، حدود متاح في هذه النماذج المبسطة يجب أن تكون مجتمعة من أجل إنتاج قيود على الآلية الوقائية الوطنية. يتم وصف هذه الإجراءات الثلاثة في البروتوكول. وتقدم بعض تقريبية إضافية أيضا التي قد توسيع انطباق نماذج مبسطة بالفعل متاحة لنطاق أوسع من طبولوجيا الحدث.
ويتضمن كاملة NPM عادة العديد من وسائل الإنتاج والعديد من يضمحل اللاحقة ممكن. والتفكيكية نماذج جديدة في الفيزياء مكوناتها وتطبيق حدود نموذج مبسط لتلك المكونات يسمح ببناء استثناء لحد مباشرة. للإشارة أي منطقة، يمكن تعيين الحد الأكثر تحفظا باستخدام جزء P إنتاج (أ، ب) (حيث يمثل أ، ب السبا نموذج مبسطوضع الإنتاج rticle) للأحداث مطابقة لنموذج مبسط ط وجزء المتفرعة للsparticles المنتجة للتسوس بالطريقة التي وصفها نموذج † مبسطة، BR ل→ ط س ب BR → ط. ويمكن بعد ذلك أن يكتب العدد المتوقع للأحداث في منطقة إشارة معينة من هذه طبولوجيا البساطة
حيث المبلغ هو أكثر نماذج مبسطة، σ طفل هو مجموع المقطع العرضي للنقطة الآلية الوقائية الوطنية، L كثافة العمليات هو لمعان المتكاملة المستخدمة في البحث، وAE أ، ب ط → هو قبول مرات الكفاءة للأحداث نموذج مبسط في إشارة المنطقة التي يجري النظر فيها. ويمكن مقارنة هذا العدد إلى حد مستوى ثقة 95٪ العلوية المتوقعة على عدد من الأحداث الجديدة الفيزياء رس تحديد المنطقة البحث الأمثل. ويمكن بعد ذلك نموذج استبعادها إذا N هو أكبر من عدد لوحظ من الأحداث الفيزياء الجديدة مستبعدة على مستوى ثقة 95٪. الاستثناءات في المناطق غير المتداخلة قد تكون مجتمعة، إذا كانت المعلومات حول الارتباطات من الشكوك بهم هو متاح. إذا كانت هذه المعلومات غير متوفرة، وأفضل منطقة إشارة أو التحليل أن توفر الحد أفضل من المتوقع يمكن استخدامها لمحاولة استبعاد النموذج.
من أجل بناء حدود ملموسة مع هذا الأسلوب، يجب أن يتم في Aε لمختلف نماذج مبسطة متاحة من قبل التجارب المصادم. وقد نشرت كل من CMS وATLAS الأرقام مع Aε لعدة نماذج، وعدد قليل من الأرقام المتوفرة في قاعدة بيانات HepData 31. من أجل إظهار قيمة نشر جميع هذه الجداول، فإننا نرى أنه من المهم لتوفير حدود الملموسة التي هي مماثلة لتلك التي سبق نشرها. لذا فإننا نستخدم (وdescribه في البروتوكول باعتباره خطوة اختيارية) محاكاة كاشف سريع لمحاكاة تأثير ATLAS أو كاشف CMS. وAε المستمدة من محاكاة جميلة جيد مقارنة (PGS) 32 إلى أن نشرته ATLAS في شبكة نموذج مبسط في الشكل 1. هذه النتائج قريبة بما فيه الكفاية لبعضها البعض (داخل ما يقرب من 25٪) أنه بدلا من الانتظار لجميع النتائج إلى أن تكون علنية، وتستمد نتائج Aε لشبكات المتبقية باستخدام PGS واستخدامها مباشرة في ما تبقى من هذه الورقة. حيث بلغ عدد متاحة للجمهور نموذج مبسط نتائج Aε ينمو، ينبغي خفض كبير في الحاجة إلى مثل هذه تقريبية.
اثنين من افتراضات متحفظة تسمح بإدراج عدد أكبر من وسائط الإنتاج والاضمحلال في الحد. الأول هو أن للإنتاج يرتبط Aε التجريبية على الأقل بما يصل الى وAε للأسوأ من أوضاع إنتاج اثنين. إلىالبحث الشامل، وهذا عموما هو افتراض جيدة. سيكون الحد الأدنى المتوقع لعدد من الأحداث ثم تكون
حيث يدير مجموع الاول على جميع وسائل الإنتاج، ويتم تضمين فقط تلك حيث a و b هي بالضبط تلك الجسيمات من نموذج مبسط في المعادلة 1. وبالمثل، فإن Aε ليضمحل مع مختلف الساقين يمكن أن يفترض أن تكون على الأقل بنفس مستوى Aε للأسوأ من ساقيه. وهذا هو،
حيث تم الآن تضمين المخططات مع يضمحل مختلفة على جانبي.
سوف افتراضين مزيد تسمح الإعداد من شارعحدود icter. يمكن للمرء أن يفترض أن Aε التجريبية لجميع وسائل الإنتاج في نظرية مشابهة لمتوسط Aε للأوضاع الإنتاج من خلال نماذج مبسطة تغطيتها. في هذه الحالة، يمكن بدلا من ذلك أن يكتب العدد المتوقع للأحداث كما
حيث المبالغ أكثر من فقط تلك سائط الإنتاج من خلال نماذج مبسطة غطت على السواء. واحدة أخرى قد تفترض أن Aε لجميع وسائل تسوس في نظرية مشابهة لمتوسط Aε لتلك الأحداث من قبل طبولوجيا نموذج مبسط مغطاة. ثم قد تتم كتابة العدد المتوقع من الأحداث على النحو التالي:
حيث الآغافي المبالغ تشغيل فقط على نماذج مبسطة. بوضوح، يتم توفير الحد MSUGRA الأكثر عدوانية في إطار هذا الافتراض، والحد المعين بهذه الطريقة خطر الاستبعاد مدعيا للمناطق التي لا، في الواقع، أن تستبعد عند مستوى الثقة 95٪ بحلول بحث مخصص. على الرغم من دقة هذه تقريبية اثنين قد يكون المشتبه به، إذا كان الحركيات الحدث بما في ذلك نماذج مبسطة مقارنة العطف إلى نقطة الفضاء المعلمة SUSY كاملة، فإنها قد لا يكون من غير المعقول.
† بعض نماذج مبسطة تستخدم الآن في LHC تشمل الإنتاج المرتبطة بها. بينما لم تناقش صراحة هنا، المعادلات يمكن تمديدها بشكل مسلي للسماح لهذه القضية.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد تجلى تطبيق حدود نموذج مبسط لإنتاج كفاف الإقصاء في كامل نموذج الفيزياء الجديدة. على الرغم من تعقيد واضح من MSUGRA نقاط الفضاء المعلمة، الحركيات يمكن استنساخها بشكل جيد من قبل مجموعة من سوى عدد قليل من نماذج مبسطة. وزيادة تحسين الاتفاق الحركية عند النظر داخل منطقة إشا…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر جاي فاكر للمناقشة كبيرة من نماذج مبسطة والمزالق المحتملة. جزيل الشكر أيضا لماكس Baak وحتى Eifert عن النقد البناء والتشجيع كلما كان ذلك ضروريا. بفضل برنامج الطلاب الصيفية CERN لجعل هذا التعاون ممكن.
Riferimenti
- Miyazawa, H. Baryon Number Changing Currents. Prog. Theor. Phys. 36, 1266-1276 (1966).
- Ramond, P. Dual Theory for Free Fermions. Phys. Rev. D. 3, 2415-2418 (1971).
- Gol’fand, Y. A., Likhtman, E. P. Extension of the Algebra of Poincare Group Generators and Violation of P invariance. JETP Lett. 13, 323-326 (1971).
- Neveu, A., Schwarz, J. H. Factorizable dual model of pions. Nucl. Phys. B. 31, 86-112 (1971).
- Gervais, J. L., Sakita, B. Field theory interpretation of supergauges in dual models. Nucl. Phys. B. 34, 632-639 (1971).
- Neveu, A., Schwarz, J. H. Quark Model of Dual Pions. Phys. Rev. D. 4, 1109-1111 (1971).
- Volkov, D. V., Akulov, V. P. Is the neutrino a goldstone particle. Phys. Lett. B. 46, 109-110 (1973).
- Wess, J., Zumino, B. A lagrangian model invariant under supergauge transformations. Phys. Lett. B. 49, 52-54 (1974).
- Wess, J., Zumino, B. Supergauge transformations in four dimensions. Nucl. Phys. B. 70, 39-50 (1974).
- Fayet, P. Supersymmetry and Weak, Electromagnetic and Strong Interactions. Phys. Lett. B. 64, 159-162 (1976).
- Fayet, P. Spontaneously Broken Supersymmetric Theories of Weak, Electromagnetic and Strong Interactions. Phys. Lett. B. 69, 489-494 (1977).
- Farrar, G. R., Fayet, P. Phenomenology of the Production, Decay, and Detection of New Hadronic States Associated with Supersymmetry. Phys. Lett. B. 76, 575-579 (1978).
- Fayet, P. Relations Between the Masses of the Superpartners of Leptons and Quarks, the Goldstino Couplings and the Neutral Currents. Phys. Lett. B. 84, 416-420 (1979).
- Dimopoulos, S., Georgi, H. Softly Broken Supersymmetry and SU(5. Nucl. Phys. B. 193, 150-162 (1981).
- The ATLAS Collaboration. Search for squarks and gluinos with the ATLAS detector in final states with jets and missing transverse momentum using 4.7 fb-1 of √s = 7TeV proton-proton collisions. Phys. Rev. D. , .
- The ATLAS Collaboration. Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with the ATLAS detector in √s = 7TeV proton-proton collisions. Phys. Lett. B. 710, 67-85 (2012).
- The ATLAS Collaboration. Further search for supersymmetry at √s=7 TeV in final states with jets, missing transverse momentum and isolated leptons with the ATLAS detector. Phys. Rev. D. , .
- The CMS Collaboration. Search for new physics in the multijet and missing transverse momentum final state in proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeV. Phys. Rev. Lett. 109, 171803 (2012).
- The CMS Collaboration. Search for supersymmetry in pp collisions at √s=7 TeV in events with a single lepton, jets, and missing transverse momentum. J. High Energy Phys. 08, 165 (2011).
- The CMS Collaboration. Search for supersymmetry in events with b-quark jets and missing transverse energy in pp collisions at 7 TeV. Phys. Rev. D. 86, 072010 (2012).
- The CMS Collaboration. 2012 Report No.: CMS-PAS-SUS-11-016. Interpretation of Searches for Supersymmetry. , (2012).
- The CMS Collaboration. Search for new physics in events with opposite-sign leptons, jets, and missing transverse energy in pp collisions at sqrt(s = 7 TeV. Phys. Lett. B. 718, 815 (2012).
- Alves, D., et al. Where the Sidewalk Ends: Jets and Missing Energy Search Strategies for the 7 TeV LHC. JHEP. 1110, 012 (2011).
- Alves, D., et al. Simplified Models for LHC New Physics Searches. J. Phys. G.: Nucl. Part. Phys. 39, 105005 (2012).
- Chamseddine, A. H., et al. Locally Supersymmetric Grand Unification. Phys. Rev. Lett. 49, 970-974 (1982).
- Barbieri, R., et al. Gauge models with spontaneously broken local supersymmetry. Phys. Lett. B. 119, 343-347 .
- Ibanez, L. E. Locally supersymmetric SU(5) grand unification. Phys. Lett. B. 118, 73 (1982).
- Hall, L. J., et al. Supergravity as the messenger of supersymmetry breaking. Phys. Rev. D. 27, 2359-2378 (1983).
- Ohta, N. Grand Unified Theories Based on Local Supersymmetry. PTP. 70, 542-549 (1983).
- Chung, D. J. H., et al. The soft supersymmetry-breaking Lagrangian: theory and applications. J. Phys. Rept. 407, 1-203 (2005).
- Alwall, J. MadGraph 5: Going Beyond. JHEP. 1106, 128 (2011).
- Pumplin, J. New Generation of Parton Distributions with Uncertainties from Global QCD Analysis. JHEP. 0207, 012 (2002).
- Sjöstrand, T., Mrenna, S., Skands, P. Pythia 6.4 Physics and Manual. JHEP. 05, 026 (2006).
- . PhysicsResultsSUS < CMSPublic < TWiki [Internet] Available from: https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/PhysicsResultsSUS
- . SupersymmetryPublicResults < AtlasPublic < TWiki [Internet] Available from: https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/SupersymmetryPublicResults (2013)
- Collaboration, D. 0. Search for Squarks and Gluinos in pp̄ collisions at √s=1.8TeV. Phys. Rev. Lett. 75, 618-623 (1995).
- Collaboration, C. D. F. Search for Gluinos and Scalar Quarks in pp̄ collisions at √s=1.8TeV using the Missing Energy plus Multijets Signature. Phys. Rev. Lett. 88, 041801 (2002).
- Collaboration, C. D. F. Inclusive Search for Squark and Gluino Production in pp̄ Collisions at√s=1.96TeV. Phys. Rev. Lett. 102, 121801 (2009).
- Collaboration, D. 0. Search for squarks and gluinos in events with jets and missing transverse energy using 2.1fb-1 of pp̄ collision data at √s=1.96TeV. Phys. Lett. B. 660, 449-457 (2008).
- Collaboration, D. E. L. P. H. I. Searches for supersymmetric particles in e+e-collisions up to 208 GeV and interpretation of the results within the MSSM. Eur. Phys. J. C. 31, 421-479 (2003).
- Collaboration, L. 3. Search for Scalar Leptons and Scalar Quarks at LEP. Phys. Lett. B. 580, 37-49 (2004).
- Collaboration, A. T. L. A. S. Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with the ATLAS detector in √s=7TeV proton-proton collisions. Phys. Lett. B. 701, 186-203 (2011).
