Visualización del evento de multiplicidad de chorro más alto seleccionado en una región de control utilizada para hacer predicciones del fondo de la producción de chorros múltiples. Este evento fue registrado por ATLAS el 18 de julio de 2018, y contiene 19 jets, ilustrado por conos. Los bloques amarillos representan la energía del calorímetro medida en grupos con supresión de ruido. De los chorros reconstruidos, 16 (10) tienen momentos transversales superiores a 50 GeV (80 GeV). Crédito:Colaboración ATLAS / CERN
En los nuevos resultados presentados en el CERN, La búsqueda de supersimetría (SUSY) del Experimento ATLAS alcanzó nuevos niveles de sensibilidad. Los resultados examinan una extensión popular de SUSY estudiada en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC):el "Modelo Estándar Mínimo Supersimétrico" (MSSM), que incluye el número mínimo requerido de nuevas partículas e interacciones para hacer predicciones en las energías del LHC. Sin embargo, incluso este modelo mínimo introduce una gran cantidad de nuevos parámetros (masas y otras propiedades de las nuevas partículas), cuyos valores no son predichos por la teoría (parámetros libres).
Para enmarcar su búsqueda, Los físicos de ATLAS buscan SUSY "natural", que asume las diversas correcciones a la masa de Higgs comparables en magnitud y su suma cercana a la escala electrodébil (v ~ 246 GeV). Bajo este paradigma, los socios supersimétricos de los quarks de tercera generación ("squarks superior e inferior") y gluones ("gluinos") podrían tener masas cercanas a la escala TeV, y se produciría a través de una fuerte interacción a velocidades lo suficientemente grandes como para ser observadas en el LHC.
En un seminario reciente del CERN LHC, la Colaboración ATLAS presentó nuevos resultados en la búsqueda de SUSY natural, incluidas las búsquedas de los mejores squarks y gluinos utilizando el conjunto de datos completo del LHC Run-2 recopilado entre 2015 y 2018. Los nuevos resultados exploran ya descubiertos, regiones desafiantes del espacio de parámetros libre. Esto se logra gracias a nuevas técnicas de análisis que mejoran la identificación de partículas de baja energía ("blandas") y de alta energía ("reforzadas") en el estado final.
La búsqueda de ATLAS de escuadrones superiores se realizó seleccionando colisiones protón-protón que contienen hasta un electrón o muón. Para masas de top-squark menores que la masa de top-quark de 173 GeV (ver Figura 1), los productos de descomposición resultantes tienden a ser blandos y, por lo tanto, difíciles de identificar. Los físicos desarrollaron nuevas técnicas basadas en el seguimiento de partículas cargadas para identificar mejor estos productos de descomposición, mejorando así significativamente la sensibilidad experimental. Para masas de squark superior más grandes, se potencian los productos de la descomposición, resultando en alta energía, productos de descomposición cercanos. Los físicos mejoraron la búsqueda en este régimen usando, entre otras técnicas, estimaciones más precisas de la significación estadística del momento transversal perdido en un evento de colisión.
Figura 1:Representación esquemática de las diversas topologías de desintegraciones de squark superior en los escenarios presentados en el seminario de hoy (ver enlace al pie de página). La región donde el top-squark es más claro que el neutralino no está permitida en los modelos considerados. Crédito:Colaboración ATLAS / CERN
La nueva búsqueda de gluinos analiza eventos que contienen ocho o más "chorros" (aerosoles colimados de hadrones) y un momento transversal perdido generado por la producción de neutralinos estables en las desintegraciones de gluino. cuales, similar a los neutrinos, ATLAS no los detecta directamente. Los físicos emplearon nuevas técnicas de reconstrucción para mejorar la resolución energética de los chorros y el momento transversal faltante. permitiéndoles separar mejor la señal putativa de los procesos de fondo. Éstos aprovechan los algoritmos de chorro de "flujo de partículas" que combinan información tanto del detector de seguimiento como del sistema calorimétrico.
Figura 2:Límites de exclusión actualizados en la producción de gluino (izquierda) y de squark superior (derecha), incluidos los nuevos resultados presentados por ATLAS en el seminario CERN LHC de hoy. Crédito:Colaboración ATLAS / CERN
Los físicos de ATLAS también optimizaron sus criterios de selección de eventos para mejorar la contribución de posibles señales SUSY en comparación con los procesos de fondo del Modelo Estándar. No se observó exceso en los datos. Los resultados se utilizaron para derivar límites de exclusión en modelos simplificados inspirados en MSSM en términos de gluino, masas de squark superior y neutralino (ver Figura 2).
Los nuevos análisis amplían significativamente la sensibilidad de las búsquedas y limitan aún más el espacio de parámetros disponible para SUSY natural. La exclusión de los escuadrones superiores pesados se amplía de 1 a 1,25 TeV. La búsqueda continúa.
