Inclusive search for supersymmetry in pp collisions at sqrt(s) = 13 TeV using boosted object identification and razor kinematic variables in zero and one lepton final states
질량 중심 에너지 13 TeV의 양성자-양성자 충돌에서 가속된 입자 종류 식별과 razor 운동 변수를 사용하여 경입자가 1개 혹은 없는 경우에 대한 초대칭 입자 탐색 연구
- 주제(키워드) 도움말 LHC , CMS , supersymmetry , 13 TeV , boosted objects , razor variable
- 발행기관 경북대학교 대학원
- 지도교수 도움말 이세욱
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 물리학과
- 세부전공 High Energy Physics
- 세부분야 해당없음
- 원문페이지 xxiii, 244 p.
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/knu/000000106332
- UCI I804:22001-000000106332
- 본문언어 영어
- 참고문헌 p. 237-243
- 저작권 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약 도움말
A search for supersymmetry is conducted in final states consisting of hadrons and leptons where top quarks or W/Z/Higgs bosons are highly boosted. Proton-proton collision data at a center-of-mass energy of 13 TeV is utilized for the search, gathered by the CMS experiment at the LHC with an integrated luminosity of 138 fb$^{-1}$. Events that show potential for the boosted top quarks and W/Z/Higgs bosons undergoing hadronic or leptonic decays are identified through jet substructure techniques and then analyzed using the razor variables $M^R$ and $R^2$ to identify any potential signal as a peak on a smoothly falling background. The observed event yields found in the signal regions are consistent with the predicted contributions from standard model processes that are made using control samples in the data. This search covers both R-parity conserving and violating supersymmetric models. The study findings are analyzed with respect to the production of gluino pairs, where gluinos disintegrate into top squarks and/or top quarks, or jets and vector bosons, all accompanied by neutralinos. In addition, the research explores direct production of top squark pairs, where top squarks disintegrate into top quarks and neutralinos, bottom squark pairs, where bottom squarks decay into b quarks and neutralinos, and neutralino and charigno pairs, where neutralino and charigno decay into vector bosons and neutralinos. The run2(138 fb−1) expected limits shows we could reject gluino mass up to 2 TeV and top squark mass up to 1 TeV. We did unblinding 2017 (41.5 fb−1) and observed and expected limits are agreed within 2σ.
more초록/요약 도움말
본 연구는 초대칭성(supersymmetry) 입자의 탐색을 Top 쿼크 또는 W/Z/H 보존 입자가 하드론과 렙톤으로 붕괴한 상태에 대하여 수행되었다. 질량 중심 에너지 13 TeV의 양성자-양성자 충돌 데이터는 통합 광도가 138 fb-1인 LHC의 CMS 실험에서 수집한 데이터를 검색에 활용하였다. 제트 구조 기법을 통해 하드론 또는 렙톤 붕괴를 하는 운동량이 큰 Top 쿼크와 W/Z/H 보존의 이벤트를 식별한 다음 레이저 변수 및 를 사용하여 분석하여 모든 잠재적 신호를 식별합니다. 신호 영역에서 관찰된 이벤트 수율은 데이터의 제어 샘플을 사용해 만든 표준 모델 프로세스에서 예측된 기여도와 일치합니다. 본 연구는 R-parity를 보존하는 모델과 위반하는 비대칭 모델을 모두 포함합니다. 연구 결과는 gluino 쌍의 생성과 관련하여 분석되며, 여기서 gluino는 중성미자와 함께 Top squark 및/또는 Top 쿼크 또는 제트 및 벡터 보손으로 분해됩니다. 또한, 이 연구는 Top squark가 Top 쿼크와 neutralino로 붕괴하는경우, bottom squark가 bottom 쿼크와 neutralino로 붕괴하는경우, neutralino와 Chargino가 벡터 보손과 다른 neutralino로 붕괴하는 경우들의 직접 생성을 탐구합니다. 138 fb-1 expected limits에서 gluino 질량이 최대 2.1 TeV 그리고 Top squark의 질량이 1.2 TeV까지 통계젹으로 존재하지 않는다는것을 확인하였다. 또한 2017년에 받은 광도 41.5 fb-1 결과의 observed limit과 expected limits이 2σ 이내로 일치하는 것을 확인하였다.
more목차 도움말
1 Introduction 1
1.1 Standard Model 3
1.2 Dark Matter 10
1.2.1 Supersymmetry 13
2 Large Hadron Collider (LHC) and Compact Muon Solenoid (CMS) 16
2.1 Large Hadron Collider (LHC) 16
2.2 Compact Muon Solenoid (CMS) 18
2.2.1 Magnet 20
2.2.2 Tracker 21
2.2.3 ECAL 23
2.2.4 HCAL 25
2.2.5 Muon detector 27
2.2.6 Trigger System 29
3 Supersymmetric particles search in CMS experiment 31
3.1 Motivation of analysis 31
3.1.1 Target scenario 32
3.2 Data and Monte Carlo samples 34
3.3 Object definition 41
3.3.1 Trigger 54
4 Analysis of Supersymmetric particles search in CMS experiment 61
4.1 Event Selection 61
4.1.1 Event Cleaning 62
4.1.2 Baseline preselection 63
4.1.3 Signal regions 63
4.2 Background estimation 68
4.2.1 Sources of irreducible backgrounds 68
4.2.2 Overview of the estimation strategy 69
4.2.3 Simultaneous computation of the data / MC correction factors 73
4.2.4 Validation strategy 75
4.2.5 Estimation of the multijet, W+jets and tt̄+jets backgrounds 76
4.2.6 Z(→ vv)+jets background estimation 99
4.2.7 Background estimation for the non-isolated lepton regions 134
4.2.8 Validation of background estimation 142
4.3 Systematic uncertainties 153
4.3.1 Experimental sources of systematic uncertainties 153
4.3.2 Theoretical sources of systematic uncertainties 156
4.3.3 Impacts 156
4.4 Results and Interpretation 159
4.5 Interpretation with run2 159
4.6 Interpretation with 2017 data 159
5 Conclusion 176
A Appendix 177
A.1 Razor variables 177
B Appendix 184
B.1 PF Hadron calibration 184
B.1.1 Run2 185
B.1.2 Run3 191
B.2 Jet Energy Correction at HLT 198
B.3 Background study for Korea Experiments on Magnetic Monopole 208
B.4 Cosmic Cloud API development 230
