Torben Schum, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2012 :

"QCD-Prozesse und Suche nach Supersymmetrie am LHC"


"QCD Processes and Search for Supersymmetry at the LHC"



Schlagwörter: CMS, CERN LHC Coll, quantum chromodynamics, supersymmetry
PACS : 11.30.Pb 12.38.Qk 12.60.Jv 14.80.Ly
Volltext

Summary

Kurzfassung

Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde eine datengetriebene Methode zur Bestimmung des Anteils von QCD-Untergrund an Multijet-Ereignissen in einer Supersymmetrie-Suche am LHC entwickelt. Als zentraler Teil dieser Methode wird die Korrelation zweier Schlüsselvariablen (das fehlende transversale Momentum und eine Winkelvariable) mit Hilfe von zwei Modellen vorhergesagt, in denen jeweils aus einer QCD-dominierten Kontrollregion in die Signalregion extrapoliert wird. Die Methode wurde erfolgreich auf die 36 pb-1 Daten, die 2010 mit dem CMS-Experiment gesammelt wurden, angewendet. Das Ergebnis zeigte sich in Übereinstimmung mit einer alternativen Methode zur QCD-Bestimmung. Bei einer kombinierten Vorhersage aller beitragenden Untergrundprozesse, wozu neben der QCD-Bestimmung auch datengetriebene Methoden für die elektroschwachen und Topquark-Prozesse verwendet wurden, konnte für drei zuvor festgelegte Suchregionen keine statistisch signifikante Abweichung in den Daten gefunden werden. Die mit diesen Messungen verträgliche Region der (m0,m1/2)-Parameterebene des cMSSM konnte, im Vergleich zu früheren Messungen, weiter eingeschränkt werden. Zudem wurde die zu erwartende Sensitivität weiterer Suchregionen untersucht.

Titel

Kurzfassung

Summary

In this thesis, a data-driven method to estimate the number of QCD background events in a multijet search for supersymmetry at the LHC was developed. The method makes use of two models which predict the correlation of two key search variables, the missing transverse momentum and an angular variable, in order to extrapolate from a QCD dominated control region to the signal region. A good performance of the method was demonstrated by its application to 36 pb-1 data, taken by the CMS experiment in 2010, and by the comparison with an alternative method. Comparing the number of data events to a combined background expectation of QCD and data-driven estimates of the electroweak and top background, no statistically significant excess was observed for three pre-defined search regions. Limits were calculated for the (m0, m1/2) parameter space of the cMSSM, exceeding previous measurements. The expected sensitivity for further refined search regions was investigated.