Kurzfassung
Die Suche nach Physik jenseits des Standardmodells ist eines der wichtigsten Ziele des Forschungsprogramms des CMS-Experimentes am LHC. Supersymmetrie (SUSY), welche zur Entstehung neuer Teilchen führen würde, ist eine der vielversprechendsten Ideen. Es wird erwartet, dass die Produktion von farbgeladenen SUSY-Teilchen zu Ereignissen mit Jets und fehlender, transversaler Energie führt. Daher ist ein gutes Verständnis der Eigenschaften von Jets essentiell um Suchen nach solchen Szenarios zu interpretieren.
Der Inhalt dieser Arbeit kann in zwei Teile aufgeteilt werden. Im ersten Teil wird die Messung der Energieauflösung von Jets in Daten und in Simulationen vorgestellt. Die Messung wurde mittels in 2016 am CMS-Detektor gesammelten Daten mit einer Schwerpunktsenergie von √s = 13 TeV durchgeführt. Die verwendete Methode nutzt die Ausgeglichenheit das transversalen Impulse in Ereignissen mit zwei Jets. Das Resultat der Messung ist das Verhältnis der Energieauflösung von Jets zwischen Daten und simulierten Ereignissen, welches als Korrekturfaktor für Simulationen verwendet werden kann. Des weiteren werden ähnliche Skalierungsfaktoren für die nicht-Gaussischen Komponenten der Jet-Messung bestimmt, welche im folgenden Teil dieser Arbeit verwendet werden.
Im zweiten Teil der Arbeit wird eine Suche nach Ereignissen mit Jets und fehlender, transversaler Energie vorgestellt. Die Suche wurde mittels der gleichen Daten, welche zur Bestimmung der Jetenergieauflösung verwendet wurden durchgeführt. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Vorhersage des Untergrundes durch Ereignisse mit mehreren Jets aus der starken Wechselwirkung. Die verwendete Methode, welche sich ”rebalance and smear” nennt, sagt den Anteil an QCD-Ereignissen des SM-Untergrundes anhand eines Modells der Jetenergieauflösung voraus. Das Prinzip der Methode wird erläutert und Unterschiede zu früheren Implementierungen werden vorgestellt.
Die beobachtete Anzahl von Ereignissen stimmt mit der Standardmodelvorhersage überein und kein Anzeichen von Supersymmetrie wird beobachtet. Eine oberes Ausschlussgrenze für den Wirkungsquerschnitt von SUSY-Teilchen und Ausschlussgrenzen in mehreren vereinfachten Modellen wurden bestimmt. Die Produktion von Gluinos mit Massen zwischen 1800-1960 GeV wurden für Modelle mit leichtesten Supersymmetrischen Teilchen (LSP) mit einer Masse unter 1 TeV für verschiedene vereinfachte Modelle mit einem Konfidenzintervall von 95% ausgeschlossen. Ebenfalls wurden Top-, Bottom- und leichte Squarks mit Massen unter 960, 1050 bzw. 1450 GeV für Modelle mit LSPs unter einer Masse von 400 GeV ausgeschlossen.
Searches for physics beyond Standard Model (SM) are one of the main goals of the CMS experiment at the Large Hadron Collider (LHC). Among the investigated theories is Supersymmetry (SUSY), which would manifest in a production of new particles. As the LHC is a hadron collider, it is expected that colored SUSY particles would be produced in abundance if they were light enough. The decays of these new particles would manifest in a production of jets. A good understanding of the properties of the jets is crucial to interpret searches targeting such scenarios. In this thesis, the measurement of the jet energy resolution in data and in simulation, and a search for supersymmetry in multijet events with missing transverse momentum are presented. The measurement of the jet energy resolution was performed on data collected at the center of mass energy of √s = 13 TeV at the CMS experiment in 2016. The method employed uses the balance of the transverse momentum in dijet events to compute the data to simulation ratios of the jet energy resolution, which are used as a correction factor in simulation. Furthermore, similar scale factors are calculated for the non-gaussian part of the jet response. A search for supersymmetry in events with jets and missing transverse momentum is performed on the same data as the measurement of the jet energy resolution. The main focus of the work presented in this thesis was the estimation of the background arising from QCD multijet events. The method, that was used, called rebalance and smear, predicts the QCD contribution to the SM backgrounds based on a jet resolution model. The observed number of events agree with the Standard Model background predictions and no evidence for supersymmetry has been observed. The upper limit on the production cross sections and exclusion curves for SUSY particles for different simplified models (SMs) are calculated. The production of gluinos with masses in a range of 1800-1960 GeV were excluded for masses of the lightest supersymmetric particle (LSP)up to values of 1 TeV for different simplified models at 95% confidence level. The top, bottom and light squarks with masses below 960, 1050 and 1450 GeV, respectively, were also excluded for masses of LSP below 400 GeV for the considered simplified models.