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. - презентация

1

2 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

3 Состав частиц МССМ слептоны лептоны скварки кварки Хиггсовские бозоны хиггсино {

4 Поиски Хиггсовского Бозона (бозонов) в СМ и МССМ

5 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

6 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..

7 Сравнение предсказаний для массы хиггсовского бозона в различных моделях

8 Lep2/Tevatron(1998) Lep2/Tevatron(2006) Lep2/Tevatron(2007) LHC ILC Измерение М w и m t и сравнение с СМ и МССМ

9 Фит ЭлСлаб наблюдаемых в МССМ

10 Сравнение СМ и МССМ

11 Поиски хиггсовского бозона на LHC Механизмы и сечения рождения хиггсовского бозона

12 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

13 Модельно независимые измерения Спектр масс остатка ee -> HZ with Z -> l + l - ~ 3% m ~ 50 MeV Точность ~0.001 Масса Хиггсовского бозона

14 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

15 Поиски Суперпартнёров обычных частиц в МССМ

16 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

17 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

18 Сечения рождения СуСи на LHC

19 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

20 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

21 Поиск Суперсимметрии на LHC 5 σ граница достижимости reach в канале: струи Области достижимости в различных каналах при светимости в100 fb

22 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

23 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

24 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

25 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

26 LHCILC [q, l +, l - ] инвариатная масса Зависящая от промеж. спинов Пороговые возб.Угловые распред Определение Спина Частиц Зарядовая ассимм. в [ql + ] and [ql - ]

27 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

28 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