Nachweis von Supersymmetrie am LHC

Von Stephan Uebe

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Gliederung

• Was ist SUSY• Motivation für SUSY• Allgemeine Zerfallsregeln/

Feynmangraphen• Nachweiszerfall für SUSY• Experimenteller Nachweis am LHC

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Das Standardmodell

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Was ist die SUSY?

Verdopplung desTeilchenzoos:

quark -> squarkphoton -> photino, etc.

Eigenschaften der Spartikel:- Spin um ½ kleiner- Größere Massen als Partner -> keine exakte Symmetrie

Erweiterung des Standardmodells der Teilchen:

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Was ist die SUSY?

R-Parität:• Spartikles entstehen

nur paarweise• Spartikel zerfällt

-> LSP entsteht• LSP stabil• RSM=1, RSUSY=-1

Erweiterung des Standardmodells der Teilchen:

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Warum SUSY?

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Warum SUSY?

Starke, schwache und EM-WW vereint bei großer Energie

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Warum SUSY?

Störungstherme beiBerechnung von mHiggs

divergieren-> Parameter „anfällig“

Bei SUSY nicht!

fine-tuning problem

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Warum SUSY?

…weil:• Neutral• Stabil• Nur schwache WW

LSP Kandidat für Dunkle Materie…

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Experimenteller Nachweis ???

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Experimenteller Nachweis ???Hochenergetische

Teilchenbeschleuniger !!!

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Proton-Proton-Kollision

• Hohe Energie• Quarkbrei• Zig Zerfallskanäle• Detektor registriert Teilchenart+Energie

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Missing Energy Events

EDetektor << EProtonen

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Zerfallsregeln

R-Parität erhalten:

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Zerfallsregeln

Energie und Impuls erhalten:

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Zerfallsregeln

Was koppelt an was:

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Zerfallsregeln

Ladung ist erhalten:

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DER KANAL

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Das Experiment

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Das LHC

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Experimente am LHC

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Fakten, Fakten, Fakten …

• Start voraussichtlich 2007• Proton-Strahlenergie: 2*7 TeV -> hohe Luminosität: 1034 cm-2 s-1 • Pakete mit 40 MHz• Umfang großer Ring: 27 km• 2 große Detektoren: CMS, ATLAS• B-feld: 8.36 Tesla @ 1,9K• Kostenpunkt: ca. 2 Mrd. €

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Der CMS-Detektor

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Der CMS-Detektor

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Querschnitt durch den CMS-Detektor

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Fakten, Fakten, Fakten…

• Magn. Energie reicht,18 t Gold zu schmelzen• Soviel Eisen wie Eiffelturm• Erfasst soviel Daten wie das ges. Telefonnnetz

-> Intelligente u. schnelle Triggerung nötig

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Zusammenfassung

LHC mit 14 TeV stärkster Beschleuniger -> Falls existent, SUSY-Teilchen produzierbar Bei SUSY-Zerfall entstehen LSP (R-Parität!)Diese liefern missing energy

-> Falls existent, SUSY-Teilchen nachweisbar

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Die Zukunft ???

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Quellen

• Internet (wikipedia, cern.ch, etc.)• Bergmann/Schäfer – Teilchen• H. Genz - Elementarteilchen• Skript „Teilchenphysik“ Prof .Wim de Boer• Vorträge von Prof. Günter Quast• Gespräche mit C. Sanders