Search for supersymmetry in events with a single lepton, jets and missing transverse energy with the CMS detector at LHC

Το αντικείμενο της διατριβής είναι η αναζήτηση υπερσυμμετρικών σωματιδίων σε συγκρούσεις πρωτονίων σε συνολική ενέργεια σύγκρουσης 7 και 8 TeV. Τα δεδομένα συλλέχθηκαν με το πείραμα Compact Muon Solenoid (CMS) κατά τη πρώτη περίοδο λειτουργίας (2010-2012) του επιταχυντή Large Hadron Collider (LHC), αντιστοιχούν σε ολοκληρωμένη φωτεινότητα (integrated luminosity) 4.98 fb-1 και 19.3 fb-1, αντίστοιχα. Η μελέτη εστιάζεται στα κανάλια διάσπασης των υπερσυμμετρικών σωματιδίων που οδηγούν στην παραγωγή γεγονότων με ένα απομονωμένο, ενεργητικό, φορτισμένο λεπτόνιο. Η συγκεκριμένη υπογραφή προσφέρει ένα αξιόπιστο κανάλι παρατήρησης στο αδρονικό περιβάλλον του LHC, διατηρώντας παράλληλα υψηλό κλάσμα διακλάδωσης (branching fraction). Η πρώτη ανάλυση, που αφορά δεδομένα από συγκρούσεις στα 7 TeV, εστιάζεται στην αναζήτηση της υπερσυμμετρίας σε γενικές (inclusive) διαδικασίες. Η δεύτερη ανάλυση, βασισμένη στα δεδομένα των 8 TeV, σχεδιάστηκε για την ανίχνευση υπερσυμμετρικών top squark από την παραγωγή gluinos, , και την ακόλουθη διάσπασή τους μέσω της διαδικασίας . Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν στα 7 και 8 TeV αντιστοιχούν σε ολοκληρωμένη φωτεινότητα (integrated luminosity) 4.98 fb-1 και 19.3 fb-1, αντιστοίχα. Και οι δύο αναλύσεις δείχνουν πλήρη συμφωνία των δεδομένων, τόσο των παρατηρούμενων αριθμών γεγονότων όσο και των χαρακτηριστικών τους, με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου σε όλες στις περιοχές αναζήτησης. Τα αποτελέσματα χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό κατωτάτων ορίων στις μάζες των υπερσυμμετρικών σωματιδίων. Τέλος, γίνεται μελέτη της παρατηρησιμότητας της διαδικασίας σε μελλοντικές συγκρούσεις πρωτονίων στον LHC σε ολική ενέργεια 14 TeV, δινοντας έμφαση στην επίδραση των διαφορετικών συνθηκών λήψης και των διαφορετικών αναβαθμίσεων του CMS, στην αποδοτικότητα της ανακατασκευής των φυσικών αντικειμένων και στην ευαισθησία (sensitivity) της έρευνας.