Nachweis von Supersymmetrie am LHC Von Stephan Uebe.
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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