Как найти SUSY с почти вырожденными массами?

В моделях SUSY вы можете иметь случай, когда частицы и продукты их распада имеют почти вырожденные массы. Например

м ( х ~ 1 ± ) − м ( х ~ 1 0 ) < 1 г е В

Тогда в режиме лептонного распада

х ~ 1 ± → х ~ 1 0 + ν ¯ + е −

у вас будут электроны в основном в состоянии покоя, или их импульс будет, по крайней мере, значительно ниже того, который вы можете легко обнаружить на адронном коллайдере. Как бы вы обнаружили SUSY в таком сценарии?

(Предположим, что вы не можете просто искать другие SUSY-частицы или цепочки распадов, поскольку вы либо выполняете независимый от модели поиск и не знаете, насколько тяжелы глюино и т. д., либо другие ваши частицы находятся вне досягаемости, либо также вырождаются в массах. Природа может быть противной.)

  • Вы, конечно, не можете просто искать падение общего сечения (исчезновение событий), поскольку сечения SUSY слишком малы.
  • Мне было интересно, можете ли вы использовать связанное производство, чтобы найти такого рода распады, например, если вы производите Z вместе с вашими SUSY-частицами, вы увидите ускоренный распад Z, уравновешенный ничем с другой стороны. Будет ли это работать?
  • Я слышал, что эти сценарии будет легче изучать с ILC. Это только из-за более чистых событий и того, что вы сможете легче увидеть эти смещенные распады?
Вы недооцениваете детекторы вершин и трекеры. Он может обнаружить электрон с энергией 100 МэВ, особенно если он имеет вершину распада twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/PhysicsResultsFSQ12014
@anna v: Верно, именно поэтому я написала об удобном обнаружении. Проблема в том, что для одного триггера у вас есть минимальная п Т порог срабатывания по одиночным электронам или мюонам, и если он слишком низкий, вы должны запустить предварительно масштабированный (я думаю, что на данный момент в ATLAS самый низкий уровень составляет 10 ГэВ, а затем 18 ГэВ, но я не уверен). Другое дело, что (при условии, что ваше событие спровоцировано чем-то) вы не очень хорошо знаете триггерную эффективность ниже 15 или 10 ГэВ (поскольку они были определены, например, из Z → ℓ ℓ . Поэтому очень часто вы не можете использовать эти мягкие лептоны так, как вам хочется.
Может быть, вы путаете «в покое» в системе координат распадающейся частицы с в покое в лаборатории? Если энергия LHC достаточно высока, импульса будет достаточно для обнаружения в некоторых диапазонах масс частиц. Нужно смоделировать это в Монте-Карло.
Это события с низким поперечным сечением, и вы не можете полагаться на хвост с высоким импульсом, чтобы повысить лептоны выше порогов срабатывания. Хотя на самом деле трудный случай, хиггсино, может дать вам лептоны >~10 ГэВ некоторое время, но скорости низки, а фоны велики.
@annav: Спасибо, я забыл принять во внимание случайное усиление начального состояния! Это могло бы помочь, даже без дополнительных испускаемых частиц. Тем не менее, по опыту, есть области диапазонов параметров, где этого недостаточно, и, например, многолептонный поиск просто не чувствителен.

Ответы (1)

Это зависит от степени вырождения. Вино расщепляются в основном за счет циклических эффектов (поскольку ведущее разбиение на уровне дерева возникает только из-за оператора размерности 7) и имеют массовое расщепление. м Вт ~ + − м Вт ~ 0 ≈ 166 МэВ. Из-за этого небольшого расщепления заряженный алкаш распространяется на расстояния порядка сантиметров, прежде чем распасться (обычно на мягкий пион и нейтральный алкаш). Так что эксперименты могут искать исчезающий трек. ATLAS сделал это и исключил wino LSP ниже примерно 270 ГэВ.

LSP Хиггсино имеют большее разбиение на уровне дерева: оно возникает из операторов размерности 5 и имеет порядок. м Z 2 М 1 , 2 − мю . Обычно это порядка 10 ГэВ. Это затрудняет поиск хиггсино. Ассоциированное производство — это способ поиска либо в канале одноструйных (недостающая энергия отскакивает от жесткой струи), либо в канале слияния векторных бозонов (помечая событие двумя направленными струями). Вы можете увидеть некоторые недавние теоретические работы по таким подписям здесь , здесь или здесь , например. (Это не полный список, но с него стоит начать.) Вывод состоит в том, что БАК чувствителен в таких каналах только в том случае, если массы очень малы. Вероятно, поэтому мы еще не видели экспериментальных результатов в этом направлении: охват еще недостаточно хорош, чтобы сказать что-то интересное.

ILC (или TLEP, или любой другой будущий е + е − коллайдер, который может быть построен) был бы намного чище и не имел бы огромных поперечных сечений КХД, с которыми можно было бы бороться, так что да, он работал бы лучше. LEP, например, исключил хиггсино примерно до 100 ГэВ (приблизительно его кинематический предел).

Как найти SUSY с почти вырожденными массами?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v