Matthias Stein, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2012 :

"Suche nach Supersymmetrie in Ereignissen mit gleichgeleadenen Di-Leptonen mit dem CMS Detektor"


"Search for SUSY in Same-Sign Di-Lepton Events with the CMS Detector"



Schlagwörter: Particle Physics, SUSY, Supersymmetry, Same-Sign, Di-leptons, CMS, HCAL Upgrade
PACS : 12.60.Jv
Volltext

Summary

Kurzfassung

In der vorliegenden Arbeit wird eine Suche nach neuer Physik vorgestellt, die auf der Selektion von Ereignissen mit zwei isolierten, gleich geladenen Leptonen (Myonen und Elektronen), Jets und fehlender transversaler Energie basiert. Die analysierten Daten wurden mit dem CMS Detektor in Proton-Proton Kollisionen am LHC bei einer Schwerpunktsenergie von 7TeV aufgenommen und entsprechen einer integrierten Luminosität von 1.1 fb⁻¹. Ein Zählexperiment wird durchgeführt, indem eine Ereignisselektion mit dem Ziel entwickelt wird, Signalereignisse in drei unterschiedlichen Kanälen zu selektieren (µµ, eµ und ee), während der Standardmodell-Untergrund so effektiv wie möglich unterdrückt wird. Standardmodell-Untergrundsbeiträge werden kategorisiert und mit Hilfe überwiegend datengetriebener Techniken abgeschätzt. Insgesamt 7 Ereignisse werden in den Daten beobachtet, was in Übereinstimmung mit der Standardmodell-Untergrundsvorhersage von 11±1(stat.)±2.7(syst.) Ereignissen steht. Da keine Evidenz für neue Physik gefunden wurde, wird die Beobachtung dazu verwendet, um das cMSSM zu beschränken und obere Ausschlussgrenzen für ein mögliches Signal zu setzen.

Der technische Teil dieser Arbeit trägt zum geplanten Upgrade des CMS Experiments bei, indem ein bestimmtes Auslesedesign des hadronischen Kalorimeters motiviert wird, um die Leistungsfähigkeit des Detektors in Zukunft zu verbessern.

Titel

Kurzfassung

Summary

In this thesis a search for new physics is presented, based on events with two isolated same-sign leptons (muons and electrons), jets, and missing transverse energy. The analyzed data corresponds to an integrated luminosity of 1.1 fb⁻¹ and is collected with the CMS detector in proton-proton collisions at the LHC with a center-of-mass energy of 7 TeV. A counting experiment is established by developing an event selection in order to select signal events in three different channels (µµ, eµ, and ee), while rejecting the Standard Model background as efficiently as possible. Standard Model background contributions are classified into several categories and estimated using different techniques. A total of 7 events is observed in data, being in agreement with the Standard Model background prediction of 11±1(stat.)±2.7(syst.) events. Hence, no evidence for new physics is found. The observations are utilized to constrain the cMSSM by setting upper exclusion limits on possible signal contributions.

The technical part of this theses contributes to the planned upgrade of the CMS experiment, by giving a motivation for a certain readout design of the hadronic calorimeter, in order to improve the performance of the detector in future.