Akshansh Singh, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2020 :

"Search for Supersymmetric Particles in Gluino-Gluino Pair Production Events at CMS"



Summary

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit werden zwei Suchen nach Gluino-Paarproduktion in 35.9 /fbinv Proton-Proton-Kollisionsdaten bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV vorgestellt. Hierfür werden zwei verschiedene Gluino-Kaskadenzerfälle berücksichtigt und jeweils in einer separaten Analyse untersucht. Im ersten Zerfallskanal der Gluino-Paarproduktion zerfallen die einzelnen Gluinos in ein Top-Quark-Antiquark paar und das leichteste supersymmetrische Teilchen. Der Endzustand enthält ein isoliertes Lepton, b-Jets und weitere Jets sowie einen hohen fehlenden Transversaliimpuls. Der Azimutwinkel zwischen der Flugrichtung des Leptons und des W-Bosons, wird für die Untergrundunterdrückung benutzt. Die Suche wird in exklusiven Suchkategorien durchgeführt, die von der Anzahl der Jets und b-Jets, der skalaren Summe der Transversaliimpulses des Transversaliimpulses und der skalaren Summe des fehlenden transversalen Impulses und des Leptons abhängt. Im zweiten Zerfallskanal werden Zerfälle in ein Chargino untersucht, das ein kleines Massensplitting mit dem leichtesten supersymmetrischen Teilchen, dem Neutralino, aufweist und deshalb langlebig ist. Der Endzustand besteht aus einer verschwindenen Spur, mehreren Jets und einem hohen fehlenden Transversaliimpuls. Die Suchkategorien werden mithilfe von Ereigbnisvariablen, die von der Topologie des Endzustandes abhängig sind, definiert und für die Untergrundbestimmung benutzt. Es wurde keine signifikante Abweichung von der Standardmodellerwartung beo- /newline bachtet. Die Ergebnisse wurden mittels Simplified Models interpretiert und von der Gluino- und Neutralinomasse abhängige Ausschlusslimits wurden ermittelt. Die größte ausgeschlossene Gluinomasse beträgt 2050 GeV, und die größte ausgeschlosse- /newline ne Neutralinomasse beträgt 1400 GeV.

Titel

Kurzfassung

Summary

A search for gluino pair production with events using 35.9 /fbinv of data from pp collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV in 2016 is presented. Two different cascade decay modes of gluinos are considered, and separate analyses for each of the models are performed. The first model describes gluino pair production, where each gluino decays to a top quark-antiquark pair and the lightest SUSY particle. The final state contain an isolated lepton, b-tagged jets along with other jets and large missing transverse momentum. The azimuthal angle between the lepton and the W boson flight direction is used to suppress the background. The search is performed in exclusive search bins which differ in the number of jets, b-tagged jets, the scalar sum of all jet transverse momenta and scalar sum of the transverse missing momentum and transverse momentum of the lepton. The second model targets gluino decays to a chargino that is nearly mass degenerate with the lightest SUSY particle, a neutralino, and therefore long-lived. The final state consists of a disappearing track, multiple jets, and large missing transverse energy. Event variables are constructed based on the topology of the final state for defining search regions and facilitating background estimation. No significant deviation from the predicted Standard Model background is observed. The results are interpreted in terms of simplified models, resulting in the exclusion limits of particular gluino-neutralino mass configuration. The largest excluded gluino mass is $m_{/widetilde{g}} = 2050$ GeV, whereas the largest excluded neutralino mass is $m_{/widetilde{/chi}^0_1} = 1400$ GeV.