33 TeV'lik kütle merkezi enerjisinde slepton sinyalinin küçük kütle farkı durumunda incelenmesi

Temel parçacıkların ve onların birbiriyle olan etkileşmelerini açıklayan Standart Model, en başarılı kuramlardan biri olmasına rağmen tamamlanmış bir teori değildir. En büyük sorunlarından biri, karanlık madde için herhangi bir şey söyleyememesidir. Yani, evrendeki maddeyi oluşturan temel parçaçıklar ve onların birbirleri ile etkileşimini sağlayan kuvvet taşıyıcıları arasında karanlık madde için herhangi bir aday yoktur. Süpersimetri, standart modelin açıklayamadığı diğer bazı sorulara cevap vermekle beraber, R paritenin korunduğu minimal süpersimetrik modelde, en hafif süpersimetrik parçacık kendisinden daha hafif bir süpersimetrik parçacığa bozunamayacağı için karanlık maddeye adaydır. Şu ana kadar gerek Fermilab'daki Tevatronda gerekse de CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı üzerindeki CMS ve ATLAS dedektörleri tarafından toplanan verilerde herhangi bir süpersimetri izine rastlanmamış ve bu araştırmalar süpersimetrik parçacıkların kütleleri üzerine limitler koymuştur. Yapılan çalışmalardan bazılarında renkli parçacıkların üretimine odaklanılmışken bazılarında ise chargino-neutralino, chargino-chargino veya slepton çifti üretimine odaklanılmıştır. Bu fenomenolojik çalışmada, 33 Teraelektron Voltluk kütle merkezi enerjisinde proton-proton çarpışmasında oluşan slepton sinyali; bir ISR jet, sleptonların bozunumundan gelen iki adet zıt işaretli lepton ve dedektörde herhangi bir iz bırakmadan kaçan LSP kaynaklı enine kayıp momentum olan son durumlarda incelendi. Slepton ile LSP arasındaki kütle farkının küçük olduğu durumları ele alıp, slepton sinyalini standart model ardalanlarından ayırmak, sinyal ardalan oranını artıran kinematik değişkenleri belirlemek ve optimize etmek bu çalışmanın başlıca hedefleri arasındadır. Çalışmanın sonucunda, kinematik parametreler ve optimum değerleri tespit edildi. Bu optimum değerler ışığında $100 fb^{-1}$ ışıklılığa tekabül eden bir data ile 33 TeV'lik K.M. enerjisinde slepton kütlesinin 235 GeV, LSP'nin kütlesinin 230 GeV olduğu bir slepton sinyalinin $7.4\sigma$ sinyal anlamlılık ile gözlenebileceği gösterildi.