सरलीकृत मॉडल का प्रयोग supersymmetry पर सीमा निर्धारित
Summary
इस पत्र में एक मनमाने ढंग से नए भौतिकी मॉडल पर रूढ़िवादी और आक्रामक सीमा में प्रयोगात्मक सरल मॉडल सीमा recasting के लिए एक प्रोटोकॉल को दर्शाता है. सार्वजनिक रूप से उपलब्ध LHC प्रयोगात्मक परिणामों एक supersymmetry की तरह हस्ताक्षर के साथ लगभग किसी भी नए भौतिकी मॉडल पर सीमा में इस तरह से मरम्मत की जा सकती है.
Abstract
Supersymmetry और इसी तरह के सिद्धांतों पर प्रायोगिक सीमा क्योंकि क्योंकि एकल अंक की जटिलता की भारी उपलब्ध पैरामीटर अंतरिक्ष और सामान्यीकरण करने के लिए मुश्किल से स्थापित करने के लिए मुश्किल हो जाता है. वे स्पष्ट शारीरिक व्याख्याओं के रूप में इसलिए, अधिक phenomenological, सरलीकृत मॉडल, प्रयोगात्मक सीमा की स्थापना के लिए लोकप्रिय होते जा रहे हैं. एक ठोस सिद्धांत पर एक वास्तविक सीमा निर्धारित करने के लिए इन सरल मॉडल सीमा का उपयोग करते हैं, हालांकि, प्रदर्शन नहीं किया गया. यह पत्र एक विशिष्ट और पूर्ण supersymmetry मॉडल, न्यूनतम supergravity पर सीमा में सरल मॉडल सीमा recasts. विभिन्न शारीरिक मान्यताओं के तहत प्राप्त की सीमाएं निर्देशित खोजों द्वारा उत्पादित उन लोगों के बराबर हैं. एक पर्चे अतिरिक्त सिद्धांतों पर रूढ़िवादी और आक्रामक सीमा की गणना के लिए प्रदान की जाती है. विभिन्न संकेत क्षेत्रों में घटनाओं की उम्मीद है और मनाया संख्या के साथ स्वीकृति और दक्षता तालिकाओं का उपयोग, LHC प्रयोगात्मक परिणाम इस एमए में मरम्मत किया जा सकता हैsupersymmetry की तरह हस्ताक्षर के साथ nonsupersymmetric सिद्धांतों सहित लगभग किसी भी सैद्धांतिक ढांचे में nner.
Introduction
स्टैंडर्ड मॉडल, supersymmetry (SUSY) 1-14 के सबसे होनहार एक्सटेंशन में से एक, सर्न में LHC प्रयोगों द्वारा कई खोजों के केंद्रीय ध्यान केंद्रित है. 2011 में एकत्र आंकड़ों का पहले से ही किसी भी पिछले कोलाइडर 15-22 के उन से परे नए भौतिकी की सीमा बढ़ाने के लिए पर्याप्त हैं. नए आंकड़ों के आने और बहिष्करण आगे अभी भी धकेल दिया जाता है, यह स्पष्ट रूप से बाहर रखा गया है व्यापक supersymmetric पैरामीटर अंतरिक्ष की क्या क्षेत्रों भौतिकी समुदाय से संवाद करने के लिए तेजी से महत्वपूर्ण हो जाएगा. वर्तमान सीमा आमतौर पर अक्सर विविध उपलब्ध SUSY पैरामीटर अंतरिक्ष का प्रतिनिधित्व करते हैं और शारीरिक जनता पर सीमा या शाखाओं में भिन्न रूप में समझने के लिए मुश्किल नहीं कर रहे हैं, जो विवश दो आयामी विमानों, पर सेट कर रहे हैं. सरलीकृत मॉडल 23 का एक बड़ा सेट, 24 इन सीमाओं को समझने में सहायता के लिए प्रस्तावित किया गया है, और एटलस और सीएमएस इन दोनों मॉडलों में से कई के लिए बहिष्कार परिणाम प्रदान की है 15-20.
इस पत्र (भी CMSSM के रूप में जाना MSUGRA,) न्यूनतम supergravity 25-30 के उदाहरण का उपयोग कर एक पूरी नई भौतिकी मॉडल के लिए इन सरल मॉडल बहिष्करण के आवेदन को दर्शाता है. इस मॉडल प्रयोगों द्वारा स्वतंत्र रूप से प्रकाशित करने के लिए उन सरलीकृत मॉडल का उपयोग निर्धारित सीमा की तुलना करने के क्रम में चुना जाता है. प्रक्रिया किसी भी नए भौतिकी मॉडल (एनपीएम) को लागू होने के लिए पर्याप्त रूप से सामान्य है. इस 'पाश बंद' और सरलीकृत मॉडल का उपयोग SUSY पर सीमा निर्धारित करने के लिए पहला प्रयास का प्रतिनिधित्व के रूप में, विशेष रूप से सरल मॉडल पर सीमा की प्रयोज्यता के बारे में धारणा की एक संख्या है कि सिद्धांतों पर रूढ़िवादी और आक्रामक सीमा की स्थापना के लिए व्यंजनों, जिसके परिणामस्वरूप तलाश रहे हैं LHC प्रयोगों द्वारा जांच नहीं की गई.
एक एनपीएम में एक सीमा निर्धारित करने के लिए, तीन अलग आपरेशन के लिए आवश्यक हैं. सबसे पहले, एनपीएम विभिन्न उत्पादों होगा अलग करने, उसके घटक टुकड़ों में deconstructed किया जाना चाहिएction मोड और मॉडल में सभी नए कणों के लिए क्षय मोड. दूसरा, सरलीकृत मॉडल का एक सेट एनपीएम में कीनेमेटीक्स और प्रासंगिक घटना टोपोलोजी विश्राम करने के लिए चुना जाना चाहिए. तीसरा, इन सरलीकृत मॉडल पर उपलब्ध सीमा एनपीएम पर सीमा उत्पादन के क्रम में जोड़ दिया जाना चाहिए. इन तीन प्रक्रियाओं प्रोटोकॉल में वर्णित हैं. कुछ अतिरिक्त approximations भी घटना टोपोलोजी की एक व्यापक श्रृंखला के लिए पहले से ही उपलब्ध सरलीकृत मॉडल की प्रयोज्यता विस्तार हो सकता है कि प्रदान की जाती हैं.
एक पूरा एनपीएम आम तौर पर कई उत्पादन मोड और कई संभव बाद decays शामिल है. उनके घटकों में नए भौतिकी मॉडल के deconstruction और उन घटकों को सरल मॉडल सीमा के आवेदन एक बहिष्कार का निर्माण सीधे सीमा की अनुमति देता है. किसी भी संकेत क्षेत्र के लिए, सबसे रूढ़िवादी सीमा उत्पादन अंश पी का उपयोग कर सेट किया जा सकता है (क, ख) (क, ख सरल मॉडल स्पा का प्रतिनिधित्व करता हैएक सरल मॉडल के समान घटनाओं के rticle उत्पादन मोड) मैं और सरल मॉडल † द्वारा बताए गए तरीके से क्षय करने के लिए उत्पादन sparticles के लिए शाखाओं में बंटी अंश, बीआर एक → मैं मैं → बी आर बी एक्स. इन सरल टोपोलॉजी से किसी दिए गए संकेत क्षेत्र में घटनाओं की उम्मीद की संख्या तब के रूप में लिखा जा सकता है
योग सरलीकृत से अधिक मॉडल है, जहां, σ मुन्ना एनपीएम बिंदु के लिए कुल क्रॉस सेक्शन है, एल INT खोज में इस्तेमाल किया एकीकृत चमक है, और एई एक, मैं में सरल मॉडल की घटनाओं के लिए स्वीकृति बार दक्षता है → बी संकेत क्षेत्र माना जा रहा है. यह संख्या नए भौतिकी घटनाओं टी की संख्या पर उम्मीद की 95% आत्मविश्वास का स्तर ऊपरी सीमा की तुलना में किया जा सकता हैओ इष्टतम खोज क्षेत्र का चयन करें. एन 95% आत्मविश्वास के स्तर पर बाहर रखा नए भौतिकी की घटनाओं का मनाया संख्या से बड़ा है, तो मॉडल तो बाहर रखा जा सकता है. उनके अनिश्चितताओं के सहसंबंध के बारे में जानकारी उपलब्ध है अगर nonoverlapping क्षेत्रों में बहिष्करण जोड़ा जा सकता है. यह जानकारी उपलब्ध नहीं है, तो सबसे अच्छा उम्मीद सीमा प्रदान करता है कि सबसे अच्छा संकेत क्षेत्र या विश्लेषण मॉडल बाहर करने के लिए प्रयास करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
इस विधि के साथ ठोस सीमा का निर्माण करने के लिए, विभिन्न सरलीकृत मॉडलों के लिए Aε LHC प्रयोगों द्वारा उपलब्ध कराया जाना चाहिए. सीएमएस और एटलस दोनों कई मॉडलों के लिए Aε साथ आंकड़े प्रकाशित किया है, और आंकड़ों की कुछ HepData डेटाबेस 31 में उपलब्ध हैं. ऐसे सभी तालिकाओं के प्रकाशन का मूल्य प्रदर्शित करने के लिए, हम यह पहले से ही प्रकाशित उन लोगों के लिए तुलना कर रहे हैं कि ठोस सीमा प्रदान करने के लिए महत्वपूर्ण है. इसलिए हम उपयोग (और describएक वैकल्पिक कदम) एटलस या सीएमएस डिटेक्टर के प्रभाव का अनुकरण करने के लिए एक तेज डिटेक्टर सिमुलेशन के रूप में प्रोटोकॉल में ई. बहुत अच्छा अनुकरण से व्युत्पन्न Aε (पीजीएस) 32 चित्र 1 में एक सरल मॉडल ग्रिड में एटलस द्वारा प्रकाशित उस की तुलना में है. इन परिणामों बल्कि सभी परिणाम सार्वजनिक होने के लिए प्रतीक्षा की तुलना में, शेष ग्रिड के लिए Aε परिणाम पीजीएस का उपयोग कर प्राप्त कर रहे हैं और इस पत्र के शेष में सीधे इस्तेमाल किया, कि (लगभग 25% के भीतर) एक दूसरे के लिए पर्याप्त रूप से बंद कर रहे हैं. सार्वजनिक रूप से उपलब्ध सरलीकृत मॉडल Aε परिणामों की संख्या बढ़ती है, इस तरह के अनुमान इस के लिए की जरूरत काफी कम किया जाना चाहिए.
दो रूढ़िवादी मान्यताओं सीमा में उत्पादन और क्षय मोड की एक बड़ी संख्या को शामिल किए जाने की अनुमति है. पहला जुड़े उत्पादन के लिए प्रयोगात्मक Aε कम से कम के रूप में उच्च दो उत्पादन मोड की बदतर के लिए Aε के रूप में है. के लिएसमावेशी खोजों, यह आम तौर पर एक अच्छी धारणा है. घटनाओं की न्यूनतम उम्मीद की संख्या तो होगा
पहला योग सभी उत्पादन मोड पर चलाता है, और केवल उन ए और बी सरलीकृत मॉडल से बिल्कुल उन कणों हैं जहां समीकरण 1 में शामिल किए गए हैं, जहां. इसी तरह, अलग पैरों के साथ decays के लिए Aε दो पैरों की बदतर के लिए Aε के रूप में कम से कम के रूप में उच्च माना जा सकता है. यही कारण है,
दोनों तरफ अलग decays के साथ आरेख अब शामिल किया गया है जहां.
आगे के दो मान्यताओं Str की स्थापना की अनुमति होगीपीलिया सीमा. एक सिद्धांत यह सभी उत्पादन मोड के लिए प्रयोगात्मक Aε सरलीकृत मॉडल द्वारा कवर उत्पादन मोड के लिए औसत Aε लिए इसी तरह की है कि कल्पना कर सकते हैं. उस मामले में, घटनाओं की उम्मीद की संख्या के बजाय के रूप में लिखा जा सकता है
रकम सरलीकृत मॉडल द्वारा कवर केवल उन उत्पादन मोड पर दोनों कहाँ हैं. एक और सिद्धांत में सभी क्षय मोड के लिए Aε सरल मॉडल टोपोलॉजी द्वारा कवर उन घटनाओं के लिए औसत Aε लिए इसी तरह की है कि मान सकता है. : तो घटनाओं की उम्मीद की संख्या के रूप में लिखा जा सकता है
जहां आगाकेवल सरलीकृत मॉडल पर चलाने के लिए रकम में. जाहिर है, सबसे आक्रामक MSUGRA सीमा इस धारणा के तहत प्रदान की है, और इस तरह से सेट एक सीमा है, वास्तव में, एक समर्पित खोज द्वारा 95% आत्मविश्वास के स्तर पर बाहर नहीं जाना होगा कि क्षेत्रों के लिए बहिष्कार का दावा जोखिम है. इन दो approximations की सटीकता पर संदेह हो सकता है सरलीकृत मॉडल के समावेशी घटना कीनेमेटीक्स एक पूरा SUSY पैरामीटर अंतरिक्ष बात करने के लिए अनुकूल तुलना करते हैं, तो, वे अनुचित नहीं हो सकता है.
† अब LHC पर प्रयुक्त कुछ सरल मॉडल जुड़े उत्पादन में शामिल हैं. यहाँ स्पष्ट रूप से चर्चा नहीं करते हैं, समीकरण तुच्छता से इस मामले के लिए अनुमति देने के लिए बढ़ाया जा सकता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
एक पूरा नया भौतिकी मॉडल में एक अपवर्जन समोच्च निर्माण करने के लिए सरल मॉडल सीमा के आवेदन प्रदर्शन किया गया है. MSUGRA पैरामीटर अंतरिक्ष अंक की स्पष्ट जटिलता के बावजूद, कीनेमेटीक्स सरलीकृत मॉडल का केवल एक छ…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों सरलीकृत मॉडल और संभावित नुकसान की महत्वपूर्ण चर्चा के लिए जे वेकर धन्यवाद देना चाहूंगा. रचनात्मक आलोचना और प्रोत्साहन के लिए यह आवश्यक था कि जब भी के लिए भी अधिकतम बाक को और Eifert तक बहुत धन्यवाद. इस सहयोग संभव बनाने के लिए सर्न गर्मियों में छात्र कार्यक्रम के लिए धन्यवाद.
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