Kurzfassung
In dieser Arbeit wird die Suche nach neuen schweren stabilen geladenen Teilchen, genauer gesagt einem quasi-stabilen supersymmetrischen Tau-Lepton ("Stau"), das in Gauge-Mediated Supersymmetry Breaking (GMSB) Modellen vorhergesagt wird, präsentiert. Dieses stabile Stau durchdringt Detektoren ohne zu zerfallen, ähnlich einem Myon, und hat dabei großen Impuls oder großen Energieverlust durch Ionisation. Die Energieverlustmessung ermöglicht eine direkte Bestimmung der Masse eines Teilchens über die Bethe-Bloch-Formel. Untersucht werden Proton-Proton-Kollisionen mit einer Schwerpunktsenergie von 7 TeV, die vom Large Hadron Collider produziert und vom CMS-Detektor aufgenommen wurden. Teilchenspuren mit niedrigen Impulsen aus Kollisionsdaten werden verwendet, um den Untergrund von Spuren mit hohem Energieverlust bei hohen Impulsen vorherzusagen. Ein gutes Signal-zu-Untergrund-Verhältnis wird erzielt, indem die Suche nach Myon- oder Stau-Multiplizität unterteilt wird und entweder der Transversalimpuls oder der Energieverlust durch Ionisation als diskriminierende Observable verwendet wird. Mit einer Datenmenge von 35.8 pb-1, aufgenommen zwischen März und November 2010, wird kein Überschuss in den Daten gegenüber dem erwarteten Untergrund aus dem Standard-Modell beobachtet. Daher werden obere Grenzen auf die Masse des stabilen Staus im Zusammenhang mit den untersuchten GMSB-Modellen abgeleitet
In this thesis, a search for heavy stable charged particle production, in particular a quasistable supersymmetric tau lepton ("stau") arising in gauge-mediated supersymmetry breaking (GMSB) models, is presented. This stable stau would cross detectors without decaying, resembling a muon, and produce signatures of high momentum or high ionization energy loss. The energy loss measurement represents a direct handle on the particle mass via the Bethe-Bloch formula. Proton-proton collisions at 7 TeV center-of-mass energy produced by the Large Hadron Collider and recorded by the CMS detector are investigated. Low-momentum collision data tracks are used to predict the background of highly ionizing tracks at high momenta. A high signal-to-background ratio is achieved by separating the search into channels with differing muon or stau multiplicities and by using the transverse momentum and energy loss measurement as the discriminating variables. Using 35.8 pb-1 of data recorded in the 2010 LHC run, no excess is observed with respect to the expected Standard Model background. As a result, upper limits on the mass of stable staus are derived within the context of the investigated GMSB models.