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Dirk Duschinger: Search for neutral bosons decaying into the fully hadronic di-tau final state with the ATLAS detector at the LHC

Datum
07.02.2019 
Zeit
14:45 Uhr - 16:45 Uhr 
Sprecher
Dirk Duschinger 
Institut
TU Dresden 
Sprache
de 
Hauptthema
Physik: Allgemein
Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wird eine Suche nach neutralen Bosonen, wie neuer Higgs- und Z′-Bosonen, vorgestellt. Diese werden von Theorien vorhergesagt, die das Standardmodell der Teilchenphysik erweitern. Der hier untersuchte Zerfall in zwei hadronisch zerfallende Tau-Leptonen wird in großen Bereichen des Parameterraumes im Minimal Supersymmetrischen Standardmo- dell (MSSM) und dem nicht-universellen G(221) Modell durch große Kopplungen der Bosonen an Tau-Leptonen begünstigt. Für die Analyse wurden Daten aus Proton–Proton Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV des Large Hadron Collider (LHC) analysiert, welche am ATLAS Detektor in den Jahren 2015 und 2016 aufgenommen wurden. Die Datenmenge entspricht einer integrierten Luminosität von 36,1 fb−1.



Die Suche ist auf anspruchsvolle Algorithmen zur Rekonstruktion von hadronischen Tau-Zerfällen angewiesen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neuartiger Ansatz entwickelt, der basierend auf multivariaten Verfahren die bestehenden Algorithmen signifikant verbessert. Der neue Al- gorithmus wird seit der Datennahme 2017 standardmäßig für die Rekonstruktion hadronischer Tau-Zerfälle am ATLAS Experiment verwendet. Des Weiteren kann die neue Methode nützliche Informationen für nachfolgende Tau-Identifizierungsalgorithmen zur Verfügung stellen.



Das MSSM erweitert den Higgs-Sektor des Standardmodells um vier weitere Higgs-Bosonen. Von besonderem Interesse für diese Arbeit sind die neutralen CP geraden H- und CP ungeraden A-Bosonen. Die Suche nach diesen Bosonen wurde im Massenbereich von 0,2 TeV bis 2,25 TeV durchgeführt. Die Daten wurden in zwei komplementäre Kategorien, in Abhängigkeit von der Anzahl der identifizierten b-Quarks, aufgeteilt, welche jeweils einen der beiden betrachtete Produktionsmodi durch gluon–gluon Fusion oder b-assoziierter Produktion bevorzugen. Die Daten stimmen gut mit der Standardmodell Vorhersage überein. Folglich wurden Ausschlussgrenzen auf den Wert des Wirkungsquerschnittes mal dem Verzweigungsverhältnis in Abhängigkeit der Resonanzmasse mit einem Konfidenzniveau von 95 % unabhängig für beide Produktionsmodi gesetzt. Die stärksten Ausschlussgrenzen fanden sich für eine Resonanzmasse von 1,5 TeV bei 4,94 fb für gluon–gluon Fusion und 3,65 fb für die b-assoziierter Higgs-Boson Produktion. Weiterhin wurden die Resultate in den hMSSM, mmax und mmax Szenarien interpretiert. Obere Ausschlussgrenzen hh auf tanβ im hMSSM Szenario reichen von 4,6 bei mA = 0,25 TeV bis 41,4 bei mA = 1,5 TeV.



Die Suche nach zusätzlichen Z′-Bosonen erfolgte unabhängig von der Anzahl der identifizier- ten b-Quarks im Massenbereich von 0,2TeV bis 4TeV. Wie bei die Suche nach zusätzlichen Higgs-Bosonen wurde kein signifikanter Hinweis auf neue Physik gefunden. Daher wurden Ausschlussgrenzen auch für diesen Prozess auf den Wert des Wirkungsquerschnittes mal dem Verzweigungsverhältnis in Abhängigkeit der Resonanzmasse mit einem Konfidenzniveau von 95 % gesetzt. Für Z′-Bosonen im Sequentiellen Standardmodell (SSM) reichen diese von 20,5 pb bei mZ′ =0,2TeV bis hin zu 7,74fb bei mZ′ =1,75 TeV. Die Ausschlussgrenze für die höchste betrachtete Masse von mZ′ =4TeV liegt bei 16fb. Z′-Bosonen im SSM und im nicht-universellen G(221)-Modell sind mit einem Konfidenzniveau von 95 % für Massen unter 2353 GeV beziehungsweise 2232 GeV ausgeschlossen.

 

Letzte Aktualisierung: 07.02.2019 00:07.

Vortragsort 

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Veranstalter 

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01069 Dresden
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