E-03 C Aachen Klaas Padeken III. Physikalisches Institut A RWTH ...

Suche nach Unparticles in Z+E T Zerfallskanal mit dem CMS
Detector
Klaas Padeken
III. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen
Es gibt viele Erweiterungen des Standardmodells, die ein Hidden Valley bei hohen Energien
vorhersagen. Ein Beispiel hierfür ist das von H. Georgi im Jahr 2007 [1, 2] vorgeschlagene
Modell des Unparticles. Die Idee hinter diesem Modell ist ein skaleninvarianter
(conformaler) Sektor, in dem bei hohen Energien ein skaleninvariantes Feld mit
dem Standardmodell wechselwirkt. Konsequenzen einer solchen Skaleninvarianz wären
entweder masselose Teilchen oder Teilchen, die eine kontinuierliche Massenverteilung haben.
Da diese keine Teilchen im klassischen Sinne sind, wurde der Name Unparticle(s)
geprägt.
Eine der bestechenden Eigenschaften des Unparticle Modells ist, dass nicht wie bei vielen
anderen Erweiterungen des Standardmodells eine Vielzahl neuer Teilchen vorhergesagt
wird. Statt dessen wird nur ein einziges Teilchen postuliert, dessen Eigenschaften zum
größten Teil aus der Annahme der Skaleninvarianz hergeleitet werden können. Die Wechselwirkung
zwischen diesem “Unparticle Stuff” und dem Standardmodell bei den am
LHC zugänglichen Energien kann durch eine effektive Theorie beschrieben werden. Die
wichtigsten Parameter dieser effektiven Beschreibung sind die Dimension der Skaleninvarianz
dU und die Energieskala ΛU der effektiven Wechselwirkung. Da die Forderung nach
Skaleninvarianz keine Einschränkung an die Spin-Konfiguration eines solchen Teilchens
macht, sind bosonische und fermionische Unparticles denkbar.
Ein am LHC bei 7 TeV Schwerpunktsenergie erzeugtes Unparticle wäre aus Sicht des
Detektors sowohl stabil, als auch neutral und würde somit undetektiert bleiben. Einer
der goldenen Kanäle um fehlende transversale Energie im Detektor nachzuweisen ist
Z + E T .
Diese Analyse konzentriert sich auf die Suche nach einem skalaren Unparticle, welches
zusammen mit einem Z-Boson erzeugt wird. Dabei konzentriert sich die Untersuchung
auf den myonischen Zerfallskanal des Z-Bosons. Um ein klares Signal im Detektor zu
erhalten und dieses von möglichen Untergrundereignissen abgrenzen zu können, werden
Ereignisse mit zwei gut rekonstruierten Myonen selektiert, die eine invariante Masse
in der Nähe der Z-Boson Resonanz haben. Die E T wird als Diskriminator verwendet,
damit das Signal von dem Z-Boson unterschieden werden kann. Der größte verbleibende
Untergrund ist t¯t, welches sich durch zusätzliche Jets und andere Kinematik vom Signal
abhebt. Durch Schnitte auf diese Variablen kann das Verhältnis zwischen Signal und
Untergrund entschieden angehoben werden.
Durch den Vergleich der Daten mit dem vorhergesagten Modell ist es möglich eine Aussage
über die Signalparameter zu treffen.

Literatur
[1] H. Georgi, “Unparticle physics,” Phys. Rev. Lett. 98 (2007) 221601 [hepph/0703260].
[2] A. Delgado and M. J. Strassler, Phys. Rev. D 81 (2010) 056003 [arXiv:0912.2348
[hep-ph]].