"Suche nach neuer Physik in Endzuständen mit zwei Photonen und fehlender Transversalenergie mit dem ATLAS Detektor am LHC"

"Search for new physics in diphoton and missing transverse energy final states using the ATLAS detector at the LHC"

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird die Suche nach neuer Physik in Ereignissen mit zwei Photonen und großer fehlender Transversalenergie mit dem ATLAS Detektor präsentiert. Hierbei wird der 2011 bei einer Schwerpunktsenergie von √s = 7 TeV am LHC aufgenommene Datensatz von Proton-Proton Kollisionen analysiert, der einer integrierten Luminosität von 4.8 fb^-1 entspricht.

Durch die Verwendung von optimierten Signalregionen wird eine hohe Sensitivität der Ereignisselektion in verschiedenen Parameterbereichen unterschiedlicher Modelle jenseits des SM erreicht. Der Standardmodell-Untergrund wird gröoßtenteils aus den Daten selbst bestimmt. In keiner Signalregion wurde ein Überschuss an Ereignissen über den Erwartungen des SM gefunden. Daher können Ausschlussgrenzen auf den Wirkungsquerschnitt und auf die Massen von neuen Teilchen gesetzt werden.

Die Ergebnisse werden in Szenarien mit Gauge-Mediated SUSY Breaking (GMSB), namentlich dem General Gauge Mediation (GGM) Modell, sowie im SPS8 Szenario des (minimalen) GMSB Modells interpretiert. Im GGM Szenario können die Massen von Gluinos (Squarks), die größer als die leichteste Neutralinomasse sind, unter 1.10TeV (0.91TeV) mit 95% CL ausgeschlossen werden. Dies gilt für Massen des leichtesten Neutralinos größer als 50GeV. Im GMSB SPS8 Szenario werden die leichtesten Neutralinos (Charginos) mit Massen unter 302GeV (582GeV) mit 95% CL ausgeschlossen. Dies entspricht einer Ausschlussgrenze auf der SUSY Brechungsskala von Λ < 208 TeV. Darüber hinaus werden die Ergebnisse im Kontext von Modellen mit Universal Extra Dimensions (UED) mit einer Extra-Dimension interpretiert. Szenarien mit einer Kompaktifizierungsskala von R^-1 < 1410 GeV werden mit 95% CL ausgeschlossen.

Titel

Kurzfassung

Summary

A search for new physics in diphoton events with large missing transverse momentum with the ATLAS detector is presented in this thesis. The 2011 dataset of 4.8 fb^-1 of proton-proton collisions provided by the LHC at a center-of-mass energy of √s = 7 TeV is analyzed.

By making use of three signal regions, an optimized sensitivity of the event selection is achieved in different parameter ranges of physics models beyond the Standard Model (SM). The SM background is estimated mainly in data control regions. No excess of events above the SM expectation is found in any signal region. Hence, 95% confidence level (CL) exclusion limits on the production cross section and on masses of new physics particles are derived.

The results are interpreted in scenarios with gauge-mediated SUSY breaking (GMSB), namely the general gauge mediation (GGM) scenario with a bino-like lightest neutralino (˜χ⁰₁) and the SPS8 scenario of the (minimal) GMSB model. In the GGM scenario, gluino (squark) masses, which are required to be greater than the lightest neutralino mass, are excluded below 1.10TeV (0.91TeV) at 95% CL, for masses of the lightest neutralino greater than 50GeV. In the GMSB SPS8 scenario, masses of the lightest neutralino (chargino) are excluded at 95% CL below 302 GeV (582 GeV) corresponding to an 95% CL exclusion of the SUSY breaking scale Λ < 208 TeV. Furthermore, the results are interpreted in the context of universal extra dimensions (UED) with one additional space dimension. Scenarios with a compactification scale R^-1 < 1410 GeV are excluded at 95% CL.