Nachweis von Supersymmetrie am LHC Von Stephan Uebe

Gliederung Was ist SUSY Motivation für SUSY Allgemeine Zerfallsregeln/ Feynmangraphen Nachweiszerfall für SUSY Experimenteller Nachweis am LHC

Das Standardmodell Standardmodell.gif Erklären, was an was koppelt. Auf Leptonen+Baryonenzahl eingehen. Erklären, was an was koppelt.Auf Leptonen+Baryonenzahl eingehen.

Was ist die SUSY? Verdopplung des Teilchenzoos: quark -> squark Erweiterung des Standardmodells der Teilchen: Verdopplung des Teilchenzoos: quark -> squark photon -> photino, etc. Eigenschaften der Spartikel: - Spin um ½ kleiner Größere Massen als Partner -> keine exakte Symmetrie SUSY-Partner um Spin ½ niedriger! Effekt auf Schrift weg!

Was ist die SUSY? R-Parität: Spartikles entstehen nur paarweise Erweiterung des Standardmodells der Teilchen: R-Parität: Spartikles entstehen nur paarweise Spartikel zerfällt -> LSP entsteht LSP stabil RSM=1, RSUSY=-1 3 * Feynman:

Warum SUSY?

Warum SUSY? Starke, schwache und EM-WW vereint bei großer Energie

Warum SUSY? fine-tuning problem Störungstherme bei Berechnung von mHiggs divergieren -> Parameter „anfällig“ Bei SUSY nicht! QM Loop-korrekturen von Fermionen und Bosonen hauen sich gegenseitig weg

Warum SUSY? …weil: Neutral Stabil Nur schwache WW LSP Kandidat für Dunkle Materie… …weil: Neutral Stabil Nur schwache WW

Experimenteller Nachweis ???

Experimenteller Nachweis ??? Hochenergetische Teilchenbeschleuniger !!!

Proton-Proton-Kollision Hohe Energie Quarkbrei Zig Zerfallskanäle Detektor registriert Teilchenart+Energie Autos okay?

Missing Energy Events EDetektor << EProtonen Normale Detektoren können weder Neutrino, noch Neutralinos detektieren (WIMP)! Den Detektor aus dem Bild retuschieren!

Zerfallsregeln R-Parität erhalten:

Zerfallsregeln Energie und Impuls erhalten:

Zerfallsregeln Was koppelt an was:

Zerfallsregeln Ladung ist erhalten:

DER KANAL

Das Experiment Existiert SUSY

Das LHC

Experimente am LHC

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. € Hohe Strahlenergie wegen schweren SUSY-Teilchen zum Vergleich: Tevatron at Fermilab 2*1 Luminosität hoch, weil weil Wquerschnitt bei hohen E klein. 25 Proton-proton pro Sek

Der CMS-Detektor

Der CMS-Detektor

Querschnitt durch den CMS-Detektor

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

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

Die Zukunft ??? Higgs, SUSY, neue Dimensionen…

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