Что такое Суперсимметрия? СуСи – это симметрия между бозонами и фермионами Бозоны и фермионы образуют пары Спин 0Спин 1/2Спин 1Спин 1/2Спин 3/2Спин 2
Состав частиц МССМ слептоны лептоны скварки кварки Хиггсовские бозоны хиггсино {
Поиски Хиггсовского Бозона (бозонов) в СМ и МССМ
Хиггсовский бозон в СМ Если он здесь, то мы его вскоре увидим Косвенное ограничение из радиационных поправок Прямое ограничение из ненаблюдения на LEP II (ЦЕРН) Точное измерение M W и m t 144 GeV
Полученные ограничения есть следствие комбинации данных полученных на различных ускорителях: лептонных и адронных коллайдерах Временная эволюция экспериментальных ограничений на массу хиггсовского бозона СМ:Радиационные поправки M H между 114 и ~144 ГэВ LEP,SLD, Tevatron… косвенное прямое top..
Сравнение предсказаний для массы хиггсовского бозона в различных моделях
Lep2/Tevatron(1998) Lep2/Tevatron(2006) Lep2/Tevatron(2007) LHC ILC Измерение М w и m t и сравнение с СМ и МССМ
Фит ЭлСлаб наблюдаемых в МССМ
Сравнение СМ и МССМ
Поиски хиггсовского бозона на LHC Механизмы и сечения рождения хиггсовского бозона
Доминирующий процесс рождения на ILC: Задача ILC: - Определить свойства хиггсовского бозона -Установить механизм нарушения электрослабой Симметории – источник возникновения масс частиц... Вместе с LHC Хиггсовский бозон на ILC
Модельно независимые измерения Спектр масс остатка ee -> HZ with Z -> l + l - ~ 3% m ~ 50 MeV Точность ~0.001 Масса Хиггсовского бозона
m H = 40 MeV Прецизионные измерения хиггсовского бозона m H = 120 GeV ee -> HZ различные каналы распада m H = 150 GeV m H = 70 MeV
Поиски Суперпартнёров обычных частиц в МССМ
Рождение и распад Суперпартнёров в каскадных процессах на LHC 2l,6j,E T 8j,E T l,2j,E T 2l,2j,E T Типичная СуСи сигнатура: Недостающая энергия и поперечный импульс
Фоновые процессы СМ для рождения суперпартнёров l,2j,E T 2l,2j,E T 2l,6j,E T 4j,4l,E T Сечения обычно в разы меньше чем для рождения СуСи
Сечения рождения СуСи на LHC
Рождение LHC Сигнатура: 4 b-jets + 4 muons + E t miss m0 = 1400 GeV m1/2 = 180 GeV A = 0 sign(μ) = +1 tanβ = 50 Большая! σ13 pb
СуСи ATLAS Pythia within ATHENA, B-vertex taging JINR ATLAS Group Нейтралино P t B mesons Резкий обрыв Инвариантная масса лептонной пары Недостающий импульс Пробег В-мезонов
Поиск Суперсимметрии на LHC 5 σ граница достижимости reach в канале: струи Области достижимости в различных каналах при светимости в100 fb
Долгоживущие суперчастицы WMAP LSP charged Higgs EWSB Пространство параметров МССМ Причина по которой частицы могут жить долго – вырождение по массе с LSP Долгоживущие Время жизни > сек, М ~ 100 ГэВ Распад с образованием вторичной вершины или пролёт сквозь детектор Требует тонкой подстройки параметров
чарджино смюоны Рождение и распад Суперпартнёров в каскадных процессах на ILC в каскадных процессах на ILC μ μ ν ν Ф О Н СМ μ μ ПРОЦЕССПРОЦЕСС
Спектр масс зависит от выбора параметров модели... Суперсимметрия LHC ILC Огромная область исследований на ILC: -Измерение характеристик суперчастиц (масс, сечений, J PC, констант взвимодействия, киральности, смешивания) с высокой точностью - Использование этих данных + LHC для определения конкретной СуСи модели и механизма нарушения суперсимметрии
Threshold excitations voids in spectrum percent accuracy mass diff permille filling voids accuracy increased by one to two orders Coherent LHC ILC comprehensive and high resolution SUSY picture Decay edges Absolute mass determination Массы СуСи частиц на ILC
LHCILC [q, l +, l - ] инвариатная масса Зависящая от промеж. спинов Пороговые возб.Угловые распред Определение Спина Частиц Зарядовая ассимм. в [ql + ] and [ql - ]
Выводы для LHC LHC имеет все потенциальные возможности для открытий уже в первый год работы (1 день работы LHC при светимости = 10 годам работы предыдущих машин) СуСи может быть открыта быстро, лёгкий Хиггсовский бозон - сложнее Достижение высокой светимости является определяющим в первый год работы Однако: большое количество данных и времени потребуется вначале для -- настройки детекторов -- стабильной работы установок -- понимания физики СМ на энергиях s=14 TeV LHC имеет все потенциальные возможности для открытий уже в первый год работы (1 день работы LHC при светимости = 10 годам работы предыдущих машин) СуСи может быть открыта быстро, лёгкий Хиггсовский бозон - сложнее Достижение высокой светимости является определяющим в первый год работы Однако: большое количество данных и времени потребуется вначале для -- настройки детекторов -- стабильной работы установок -- понимания физики СМ на энергиях s=14 TeV
Задачи и возможности ILC 0.Рождение топ- кварка на пороге 1.Лёгкий Хиггсовский бозон (Совместный с ЭлСлаб тестами) проверка хиггсовского механизма в деталях 2.Тяжёлый Хиггсовский бозон (несовместный с Эл.Слаб тестами поиск причины несоответствия 3.Новые частицы (СуСи, Доп.Изм., Little H, Z, …) точная спектроскопия новых частиц точное измерение констант взаимодействия и свойств новых частиц 4.В отсутствии хиггсовского бозона поиск причин несоответствия в ЭлСлаб наблюдаемых поиск других источников нарушения ЭлСлаб симметрии Данные LHC вероятно укажут направления исследований выбор стратегии для ILC 0.Рождение топ- кварка на пороге 1.Лёгкий Хиггсовский бозон (Совместный с ЭлСлаб тестами) проверка хиггсовского механизма в деталях 2.Тяжёлый Хиггсовский бозон (несовместный с Эл.Слаб тестами поиск причины несоответствия 3.Новые частицы (СуСи, Доп.Изм., Little H, Z, …) точная спектроскопия новых частиц точное измерение констант взаимодействия и свойств новых частиц 4.В отсутствии хиггсовского бозона поиск причин несоответствия в ЭлСлаб наблюдаемых поиск других источников нарушения ЭлСлаб симметрии Данные LHC вероятно укажут направления исследований выбор стратегии для ILC