Búsqueda de supersimetría en eventos con un fotón, jets y energía faltante con el detector ATLAS

Abstract

Supersimetría (SUSY) es una de las teorías con mayor motivación teórica para física más allá del Modelo Estándar, proporcionando un marco para la unificación de la física de partículas y la gravedad, gobernada por la escala de energía de Planck. Dado que ninguna de las partículas supersimétricas predichas ha sido observada, SUSY debe ser una simetría rota en la naturaleza. La fenomenología de SUSY está ampliamente determinada por el mecanismo de rompimiento de la supersimetría. Los modelos GGM en los que el rompimiento está mediado por los campos de gauge usuales del Modelo Estándar brindan un escenario propicio para la búsqueda de SUSY en el LHC, con espectros de masas y decaimientos característicos. En esta tesis se presenta la primera búsqueda de nueva física en un estado final con un fotón energético, jets y gran cantidad de energía faltante en colisiones protón-protón a una energía de centro de masa de 8 TeV en el LHC. El análisis fue realizado utilizando todos los datos recolectados por el detector ATLAS durante el año 2012, que corresponden a una luminosidad total integrada de 20.3 1/fb. No se observó un exceso de eventos por sobre las predicciones del Modelo Estándar, por lo cual se estableció un límite superior a 95% CL al número de eventos provenientes de nueva física para este estado final. Adicionalmente, los resultados fueron interpretados en el contexto de un modelo de GGM SUSY considerando un neutralino NLSP mezcla bino-higgsino, excluyendo la producción de gluinos con masas de hasta 1.25 TeV, resultando en los límites más estrictos al presente.

Supersymmetry (SUSY) is one of the most motivated theories for physics beyond the Standard Model, giving a framework to the unification of the particle physics and gravity, which is governed by the Plank energy scale. As none of the predicted supersymmetric particles has been discovered, SUSY must be a broken symmetry in nature. SUSY phenomenology is hardly determined by the SUSY breaking mechanism. GGM models in which the SUSY breaking is mediated by the usual gauge fields of the Standard Model provide a suitable scenario for SUSY searches at the LHC, with very characteristic mass spectrum and decays. This thesis presents the first search of new physics with one energetic photon, jets and high missing energy in the final state in proton-proton collisions at a centre-of mass energy of 8 TeV. The analysis was realized with all the data collected by the ATLAS detector during 2012, corresponding to a total integrated luminosity of 20.3 fb−1. No excess over the Standard Model predictions was observed, so an upper limit in the number of new physics events was established at 95 % CL for this final state. Additionally, the results were also interpreted in the context of a GGM SUSY model considering a bino-higgsino neutralino NLSP admixture, excluding the production of gluinos with masses up to 1.25 TeV, giving the most strict limits at the moment.