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Détermination des masses des particules supersymétriques par l’approche des ‘’end points’’ - PowerPoint PPT Presentation


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Mémoire présenté pour l’obtention du grade académique de Licencié en sciences physiques par Beliy Nikita. Détermination des masses des particules supersymétriques par l’approche des ‘’end points’’. Académie universitaire Wallonie—Bruxelles. Université de Mons—Hainaut

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Presentation Transcript

Mémoire présenté pour l’obtention du grade académique de Licencié en sciences physiques par

Beliy Nikita

Détermination des masses des particules supersymétriques par l’approche des ‘’end points’’

Académie universitaire Wallonie—Bruxelles

Université de Mons—Hainaut

Service de Physique Générale

et de Physique des Particules Élémentaires

Directeur de mémoire : Pr. Herquet Philippe

Codirecteur de mémoire: Dr. Romeyer Alain


Plan : de Licencié en sciences physiques par

  • Le LHC

  • Le CMS

  • La SUperSYmétrie

  • Détermination des masses par la masse invariante

  • Application de la méthode aux données simulées

  • Conclusion


Le large hadron collider lhc
Le Large Hadron Collider (LHC) de Licencié en sciences physiques par

  • Énergie: 7+7 TeV

  • Protons/paquet: 1011

  • Luminosité 1034 cm-2s-1

  • Taux des croisements:

    40 MHz

  • Collisions pp: ~ 109 /sec

  • Collaboration:

    • 6500 personnes

    • 500 universités


Le compact muon solenoid cms
Le Compact Muon Solenoid (CMS) de Licencié en sciences physiques par

  • Longueur: 21.6 m

  • Rayon: 7.5 m

  • Masse: 14500 t

  • 16 millions de cellules de détection

  • 2000 personnes de 150 instituts de recherche


La supersym trie susy
La SUperSYmétrie (SUSY) de Licencié en sciences physiques par

2 s-fermions (spin 0)

‘’gauche’’ ‘’droite’’

fermion (spin ½)

gauche et droite

SUSY

boson (spin 1)

s-boson (spin ½)

MSSM (124 paramètres)

m(s-f) >> m( f )

Brisure de SUSY

Les sous théories: mSUGRA, GMSB, AMSB …


Minimal supergravity msugra
Minimal SUperGravity (mSUGRA) de Licencié en sciences physiques par

5 paramètres arbitraires:

  • m0 : masse des scalaires à l’échelle

    de GUT

  • m1/2 : masse des gauginos à l’échelle

    de GUT

  • A0 : couplage trilinéaire

  • tg (β) : rapport des vev des champs

    de Higgs

  • Sign (μ) : paramètre de mélange

    des higgsinos


Msugra point lm5

~ de Licencié en sciences physiques par

χ10

g

¯

¯

~

~

q

q

h0

h0

B.R. ~ 70%

B.R. ~ 80%

B.R. ~ 20%

mSUGRA, point LM5

Point LM5:

m0 = 230 GeV/c2

m1/2 = 360 GeV/c2

A0 = 0

Tan (β) = 10

μ> 0

~

q1

q2

b

q

b

b

~

~

χ20

g

b

u, d, s, c

t, b


~ de Licencié en sciences physiques par

χ10

q1

q2

¯

b

~

~

~

q

χ20

g

h0

b

Masse invariante

Désintégrations à deux corps

Ei = f ( m1,…N) pi = f ( m1,…N)

Minv 1…N = f (m1,…N)

m1,…N = f-1 (Minv)

3 masses inv. : q1—q2, h0—q1, h0—q2


Masse invariante

χ de Licencié en sciences physiques par10

h0

χ10

h0

~

~

q

q

Masse invariante

Les ‘’End points’’

‘’End point’’ sup.

‘’End point’’ inf.

~

~

~

~

q2

χ20

q2

χ20


D termination des masses

χ de Licencié en sciences physiques par10

¯

~

q

h0

Détermination des masses

Les ‘’end points’’

trivial

~

q1

q2

b

~

~

χ20

g

b

Trop sensible aux erreurs


D termination des masses1
Détermination des masses de Licencié en sciences physiques par

Niveau parton

(PYTHIA)

Algorithme de l’association des jets

Niveau jet reconstruit

(OSCAR et ORCA)

q

hadronisation

Pas d’erreurs

(presque)

Erreurs d’association

Précision du détecteur

Erreurs de reconstruction


D termination des masses2
Détermination des masses de Licencié en sciences physiques par

Détermination des ‘’end points’’

Choix de la fonction

Niveau des partons

Convolution

Ajustement

Niveau des jets


D termination des masses3

Les résultats de Licencié en sciences physiques par

Détermination des masses

  • Les ‘’end points’’

  • Les masses particules SUSY


Conclusion
Conclusion de Licencié en sciences physiques par

  • Méthode permet d’estimer les masses des particules SUSY

  • Les inconvénients:

    • Imprécision de mesure de l’énergie des jets des quarks

    • Impossible de distinguer le type des s-quarks. Précision maximale de la méthode 30 GeV/c2


Les perspectives
Les perspectives de Licencié en sciences physiques par

  • Optimiser l’association des jets aux quarks q1 et q2

  • Optimiser la méthode de recherche des ''end points''

  • Sélection des jets des quarks q1 et q2 sans information au niveau des partons

  • Inclure le bruit de fond dû au MS et SUSY

  • Tester la région autour du point LM5


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