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Search for resonant slepton production with the CMS experiment at the LHC = Suche nach resonanter Sleptonproduktion mit dem CMS Experiment am LHC
2019
Dissertation, RWTH Aachen University, 2019
Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University
Genehmigende Fakultät
Fak01
Hauptberichter/Gutachter
;
Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2019-07-18
Online
DOI: 10.18154/RWTH-2019-07018
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/764788/files/764788.pdf
Einrichtungen
- Lehrstuhl für Experimentalphysik III A und III. Physikalisches Institut (133110)
- Fachgruppe Physik (130000)
Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
CMS (frei) ; HEP (frei) ; LHC (frei) ; RPV (frei) ; supersymmetry (frei) ; particle physics (frei)
Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 530
Kurzfassung
Die Suche nach resonanter Produktion von Sleptonen der zweiten Generation ($\widetilde{\mu}_{\mathrm{L}}$, $\widetilde{\nu}_{\mu}$) in Proton-Proton-Kollisionen mit dem CMS-Detektor am LHC ist Gegenstand dieser Arbeit. Sie basiert auf der Analyse der Daten aus dem Jahre 2016, die bei einer Schwerpunktsenergie von $\sqrt{s} = 13$ TeV aufgezeichnet wurden. Der erwartete Produktionsmechanismus für die Sleptonen ist die Produktion aus zwei Quarks der ersten Generation mittels der $R$-paritätsverletzenden Kopplung $\lambda_{211}^{\prime}$. Im anschließenden Zerfall der Sleptonen können zwei gleich geladene Myonen und mindestens zwei hadronische Jets entstehen. Diese Signatur wird für die Suche nach Sleptonen verwendet. Das Ergebnis weist keine signifikante Abweichung von der Standardmodellerwartung und somit kein Anzeichen für die Existenz von Sleptonen auf. Im Rahmen von vereinfachten Modellen (simplified models) werden obere Grenzen auf den Wirkungsquerschnitt der zwei für die Produktion des oben genannten Endzustandes wichtigsten $\widetilde{\mu}_{\mathrm{L}}$ und $\widetilde{\nu}_{\mu}$ Zerfallskanäle gesetzt. Diese oberen Grenzen hängen von dem Modell sowie den betrachteten Teilchenmassen ab und liegen zwischen 0.24 fb und 0.73 pb. Das Konfidenzniveau der Ausschlussgrenzen beträgt 95%. Weitere Ausschlussgrenzen werden im Rahmen des constrained Minimal Supersymmetric Standard Models (cMSSM) mit $R$-Paritätsverletzung bestimmt. Die in dieser Arbeit gesetzten Grenzen erweitern den getesteten Parameterbereich des cMSSM beträchtlich und verbessern in weiten Teilen die Ausschlussgrenzen des zuvor studierten Parameterraumes.This thesis presents a search for the resonant production of second generation sleptons ($\widetilde{\mu}_{\mathrm{L}}$, $\widetilde{\nu}_{\mu}$) in proton-proton collisions recorded with the CMS detector at the LHC. It is based on the analysis of collision data recorded in 2016 at $\sqrt{s} = 13$ TeV. The sleptons are expected to be produced from first generation quarks via the $R$-parity violating coupling $\lambda_{211}^{\prime}$, and their decay can lead to a final state with two same-sign muons and at least two hadronic jets. No significant deviation from the standard model expectation is observed. Upper cross section limits are derived at 95% confidence level in the context of two simplified models, which correspond to the dominant $\widetilde{\mu}_{\mathrm{L}}$ and $\widetilde{\nu}_{\mu}$ decay channels yielding a same-sign dimuon signature. The exclusion limits range between 0.24 fb and 0.73 pb depending on the model and the sparticle masses. Further interpretations of the cross section limits are derived in a modified constrained Minimal Supersymmetric Standard Model (cMSSM) including $R$-parity violation. Compared to previous searches for resonant slepton production, this search significantly extends the probed parameter space of the cMSSM while improving the exclusion limits in large parts of previously probed regions.
OpenAccess: 
PDF
(additional files)
Dokumenttyp
Dissertation / PhD Thesis
Format
online
Sprache
English
Externe Identnummern
HBZ: HT020148956
Interne Identnummern
RWTH-2019-07018
Datensatz-ID: 764788
Beteiligte Länder
Germany
