recherche&expérimentale&de& … · p 1 p 2 ˜t∗ ˜t χ˜− w− χ˜+ w+ ¯b ˜0 1...
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Recherche expérimentale de nouvelle physique au LHC
C. Collard (IPHC, CNRS/IN2P3)
Congrès Général de la SFP Marseille, 1-‐5 Juillet 2013
LHC, machine de découvertes
Le boson de Higgs ✓ 1 paramètre : mH [114.4 GeV-‐1 TeV] à Signatures principales :
• Hàγγ • HàZZ à4 leptons • Hàbb • HàWW • Hàττ
Nouvelle physique (= au-‐delà du Modèle Standard) Beaucoup de modèles, Beaucoup de paramètres à Enormément de signatures différentes :
• 1 jet/1 photon + MET , • 1 lepton + MET, • 2 leptons de même charge, • Résonances de leptons, • Résonances de photons, • 2 photons + MET, • Mula-‐leptons, • Leptons + jets + MET • Jets + MET • Résonances de quarks top, • Résonances de bosons, • Trous noirs, • etc
=> Vaste programme de recherche! C. Collard (IPHC) 2
?
Points clés du LHC: • Energie dans le centre de masse
=> producaon de nouvelles paracules lourdes
• Luminosité => accès à des processus rares
Survol de quelques analyses
Impossible de présenter toutes les recherches menées au LHC à Sélecaon restreinte de sujets dans ATLAS et CMS : • Supersymétrie : principalement à travers un exemple : recherche de stop en Susy naturelle
• Physique plus « exoaque » : dimensions supplémentaires et trous noirs
C. Collard (IPHC) 3
Quelques mots pour finir
La parae principale de la présentaaon
1. La Supersymétrie (SUSY)
C. Collard (IPHC) 4
Dès le démarrage du LHC, la supersymétrie a été très étudiée par ATLAS et CMS. Surtout avec R-‐parité conservée à Producaon par paires de paracules susy, LSP stable = candidat Maaère Noire = MET dans le détecteur. Producaon forte de gluinos et de squarks de 1ere et 2eme généraaons Mais aucune découverte dans les données enregistrées en 2011 à 7 TeV à Limites fortes sur Msquarks et Mgluinos Exemple : dans le cadre de MSUGRA/CMSSM tan β = 10, A0 = 0 and μ > 0, sqrarks et gluinos de même masse sont exclus en dessous de 1360 GeV.
L’approche « naturelle » de Susy
arXiv:1110.6926
Susy « naturelle » = éviter les ajustements fins dans le calcul de ΔmH
2 à le stop doit rester léger : Mstop ≤ 700 GeV, ainsi que le sbowom (Msbowom ≤ 700 GeV), et le gluino pas trop lourd (Mgluino ≤ 1.5 TeV). Les squarks de 1ère et 2ème généraaons peuvent avoir des masses plus lourdes (> 1 TeV) sans que cela pose le moindre problème.
C. Collard (IPHC) 5
Par la suite, l’exemple de la recherche de stop
P1
P2
t̃!
t̃!̃"
W"
!̃+
W+
b̄
!̃01
!̃01
b
P1
P2
t̃∗
t̃
t̄
t
b̄
W−
χ̃01
χ̃01
W+
b
3
top squark mass [GeV]100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
SU
SY) [
pb]
→(p
pσ
-310
-210
-110
1
10
210 = 8 TeV, SUSY production cross sectionss
1t~
1t~
102
103
104
# événements en 2012
Masse du stop[GeV]
105
106
P1
P2
t̃∗
t̃
t̄
t
b̄
W−
χ̃01
χ̃01
W+
b
3
Modèle simplifié : • 1 type de désintégraaon (BR = 100%),
• variaaon des masses des paracules susy concernées (M , M ) • peate M : grande secaon efficace
mais signal susy similaire aux bruits de fond
• grande M : peate secaon efficace mais cinémaaque différente
=LSP
C. Collard (IPHC) 6
Recherche de stops
Un état final similaire aux événements w : • 1 lepton de grand PT (e ou μ), • ≥ 4 jets dont ≥1 idenafié comme
provenant d’un quark b • de l’énergie transverse manquante
(MET) venant du ν et des 2 χ0 (=LSP)
C. Collard (IPHC) 7
Recherche de stops
[GeV]TM0 50 100 150 200 250 300
Entri
es /
30
GeV
10
210
310
410
510
610Data
topl1
ll →ttW+jetsrare
(650/50) x100001χ∼ t→ t~
Pre-selection
-1Ldt = 19.5 fb∫ = 8 TeV, sCMS Preliminary
Dat
a/M
C0
0.51
1.52
MT (l,MET) [GeV]
Sélecaon des événements : • 1 lepton de grand PT (e ou μ), • ≥ 4 jets dont ≥1 idenafié comme
provenant d’un quark b • de l’énergie transverse manquante
(MET) venant du ν et des 2 χ0 + MT (l, MET) > 120 GeV
[GeV]missTE
100 150 200 250 300 350
Entri
es /
25
GeV
10
210
310
410
510
610Data
topl1
ll →ttW+jetsrare
(650/50) x100001χ∼ t→ t~
Pre-selection
-1Ldt = 19.5 fb∫ = 8 TeV, sCMS Preliminary
Data
/MC
00.5
11.5
2
MET [GeV]
But : Essayer de faire émerger le signal de nouvelle physique s’il existe!
C. Collard (IPHC) 8
Ualisaaon de variables complexes à fort pouvoir discriminant dans une analyse mula variée.
Recherche de stops
Recherche de stops
Pas d’excès à Extracaon de limites d’exclusion à 95% de niveau de confiance dans le cadre du modèle simplifié en foncaon des masses des paracules susy considérées.
[GeV]t~ m200 300 400 500 600 700 800
[G
eV]
10 χ∼m
0
50
100
150
200
250
300
350
400
upp
er li
mit
[pb]
σ
-310
-210
-110
1
10
210
unpolarized topBDT analysis
01χ∼ t → t~*, t~ t~ →pp )theory
σ1±Observed ()σ1±Expected (
)-1Observed (9.7 fb
-1Ldt = 19.5 fb∫ = 8 TeV, sCMS Preliminary
t
= M
10
χ∼
- m
t~mW
= M
10
χ∼
- m
t~m
P1
P2
t̃∗
t̃
t̄
t
b̄
W−
χ̃01
χ̃01
W+
b
3
Limite pour le stop : Mstop ≤ 650 GeV, et pour le neutralino : Mχ ≤ 225 GeV. Il reste des régions difficiles d’accès : ΔM (=Mstop – Mχ) ~ Mtop ou peat ΔM
C. Collard (IPHC) 9
Mise au point en « aveugle »
Régions de contrôle : Contrôle/esamaaon des processus du Modèle Standard
Régions de signal : Nombre d’événements observés dans les données
[GeV]1t
~m100 200 300 400 500 600 700
10
+mt <
m1t~
m
10
+ m
W
+ m
b
< m
1t~m
200 300 400 500 600
)1
0 m! = 2 1
"
( m1
"
+mb < m
1t~m
< 106 GeV 1" m
+5 G
eV)
10
= m
1"
( m1"
+mb
< m
1t~m
< 103.5 GeV1"m
[GeV
]10
m
0
100
200
300
400
500
600
Observed limits)theoObserved limits (-1
Expected limits
10 m! = 2 "
1m
-1 = 20-21 fbintL
- 10 GeV1t
~ = m"1
m-1 = 20.3 fbintL
= 150 GeV"1
m-1 = 20.7 fbintL = 106 GeV"
1m
-1 = 4.7 fbintL
+ 5 GeV10 = m"
1m
-1 = 20.1 fbintL
-1 = 4.7 fbintL -1 21 fb intL10W b
-1 = 20 fbintL
ATLAS Preliminary
production1t~1t
~ Status: LHCP 2013
=8 TeVs -1 = 20 - 21 fbintL =7 TeVs -1 = 4.7 fbintL0L ATLAS-CONF-2013-024
1L ATLAS-CONF-2013-037
-
2L ATLAS-CONF-2013-048
0L ATLAS-CONF-2013-053
-
1L ATLAS-CONF-2013-037
2L ATLAS-CONF-2013-048
1L CONF-2013-037, 2L CONF-2013-048
0L [1208.1447]
1L [1208.2590]
2L [1209.4186]
-
-
2L [1208.4305], 1-2L [1209.2102]
-
-
1-2L [1209.2102]
10 (*) W
1",
1" b 1t
~10 W b 1t
~ / 10 t 1t
~
10 t 1t
~0L, 10 t 1t
~1L, 10 t 1t
~2L, 10 W b 1t
~2L, + 5 GeV
10 = m"
1
0L, m = 106 GeV"
1, m
1" b 1t
~1-2L, = 150 GeV"
1, m
1" b 1t
~1L, - 10 GeV
1t~ = m"
1, m
1" b 1t
~2L,
10 m! = 2 "
1, m
1" b 1t
~1-2L,
Recherche de stops
C. Collard (IPHC) 10
Résumé des limites obtenues si on rassemble les résultats pour différents canaux de désintégraaon du stop.
P1
P2
b̃1
b̃!1
t
t̄
!̃"1
!̃+1
W"
W+
!̃01
!̃01
Model B1
Signature : 3 leptons + ≥1 b + MET
Gluino sondé jusqu’à ~1.3 TeV
Sbowom sondé jusqu’à ~600 GeV
Signature : 1 lepton + jets + ≥2 b + MET
p1
p2
!̃±
1
!̃02
"̃
#̃
#
"
!̃01
!̃01
#
#
Signature : 3leptons + MET
Chargino-‐neutralino sondés jusqu’à ~650 GeV
Beaucoup d’autres études SUSY sont menées en parallèle • avec R-‐parité conservée : LSP = candidat
pour la maaère noire, signature avec MET
C. Collard (IPHC) 11
D’autres études en Susy
Signatures moins tradiaonnelles : vertex déplacés des traces qui disparaissent
à Défi : enregistrer ces événements, modifier les
algorithmes de reconstrucaon des traces
Signature : 3 leptons + ≥1 b
Stop sondé jusqu’à ~1.1 TeV
Beaucoup d’autres études SUSY sont menées en parallèle • avec R-‐parité conservée : LSP = candidat
pour la maaère noire, signature avec MET • Avec R-‐parité violée (RPV) : LSP non-‐stable,
peu ou pas de MET, plus d’objets dans l’état final
P1
P2
t̃∗
t̃
t̄
t
b̄
W−
χ̃01
χ̃01
W+
b
3
à Fermions SM
D’autres études en Susy
C. Collard (IPHC) 12
2. Les dimensions supplémentaires (ED)
Différents modèles : large ED (ADD), universal ED, warped ED (RS), etc
Différentes signatures au LHC!
Des nouvelles dimensions spaaales (ED) pourraient expliquer pourquoi la gravité nous semble si faible : diluée dans les ED Caractérisaques des ED: • Taille très peate < mm à invisibles pour les
humains. • Concept de compacaficaaon • Nombre de ED variable • Géométrie (plate ou effet de courbure) • Quelles sont les paracules qui ont accès aux ED?
Etats excités de Kaluza-‐Klein Si une paracule se propage dans une dimension de taille compacte R, son impulsion est quanafiée dans cewe dim : n/R. Ca apparaît comme un terme de masse dans notre monde à 4 dim :
M2= M02+ (n/R)2
eurekalert.org
C. Collard (IPHC) 13
Les signatures avec 2 leptons
[GeV]µµM500 1000 1500 2000 2500
Even
ts /
1 G
eV
-410
-310
-210
-110
1
10
210
310
410 µµ →DY
Top + Diboson
data=3.6 TeVTΛADD
CMS 2012 Preliminary -1 L dt = 20.6 fb∫ = 8 TeVs
Recherche de résonances (également sensibles à l’existence de nouveaux bosons Z’) ou de déviaaons dans la distribuaon de masse invariante.
Excellent accord entre données et Modèle Standard, aucune déviaaon observée à Limites sur RS GKK (~2.5 TeV c=0.1), Z’ (~2.5-‐3 TeV), ADD MS (~3-‐4 TeV)
Défi expérimental : comprendre les performance des détecteurs (résoluaon, efficacité, alignement, … )
q
q
? e,μ
e,μ _
C. Collard (IPHC) 14
Les trous noirs Différents scenarios de dimensions supplémentaires permewent la créaaon de trous noirs microscopiques au LHC. Haute mulaplicité dans l’état final (jets, leptons, photons,..) pour les trous noirs semi-‐classiques à Limite ~4-‐6 TeV
Evénement avec 8 jets ST = Σ(PT>50 GeV) PT = 3 TeV
(GeV)TS2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
Even
ts /
100
GeV
1
10
210
310
410
510
610
710 2≥Multiplicity N
DataBackgroundUncertainty
= 5.5 TeV, n = 6 minBH = 1.5 TeV, MDM
= 5.0 TeV, n = 4 minBH = 2.0 TeV, MDM
= 4.5 TeV, n = 2 minBH = 2.5 TeV, MDM
= 4.0 TeV, n = 4 minQBH
= 3.0 TeV, MDM
-1 = 8 TeV L = 12.1 fbsCMS
(GeV)TS2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500
Even
ts /
100
GeV
1
10
210
310
8≥Multiplicity N DataBackgroundUncertainty
= 5.5 TeV, n = 6 minBH = 1.5 TeV, MDM
= 5.0 TeV, n = 4 minBH = 2.0 TeV, MDM
= 4.5 TeV, n = 2 minBH = 2.5 TeV, MDM
-1 = 8 TeV L = 12.1 fbsCMS
C. Collard (IPHC) 15
Conclusion Vaste programme de recherche de nouvelle
physique au LHC en cours…
On a déjà exploré beaucoup de signatures différentes, beaucoup de modèles, sur un vaste
régime en masse et jeu de paramètres.
Aucun signe de nouvelle physique à Limites basées sur des modèles simplifiés avec
hypothèses fortes.
C. Collard (IPHC) 16
Mots clés pour découvrir la nouvelle physique :
énergie et luminosité
Redémarrage du LHC en 2015 à 13-‐14 TeV
q* (qg), dijetq* (qW)q* (qZ)
q* , dijet pairq* , boosted Z
e*, ! = 2 TeV"*, ! = 2 TeV
0 1 2 3 4 5 6Z’SSM (ee, µµ)
Z’SSM (##)Z’ (tt hadronic) width=1.2%
Z’ (dijet)Z’ (tt lep+jet) width=1.2%
Z’SSM (ll) fbb=0.2G (dijet)
G (ttbar hadronic)G (jet+MET) k/M = 0.2
G ($$) k/M = 0.1G (Z(ll)Z(qq)) k/M = 0.1
W’ (l%)W’ (dijet)
W’ (td)W’→ WZ(leptonic)
WR’ (tb)WR, MNR=MWR/2
WKK " = 10 TeV&TC, 'TC > 700 GeV
String Resonances (qg)s8 Resonance (gg)
E6 diquarks (qq)Axigluon/Coloron (qqbar)
gluino, 3jet, RPV0 1 2 3 4 5 6
gluino, Stopped Gluinostop, HSCP
stop, Stopped Gluinostau, HSCP, GMSB
hyper-K, hyper-&=1.2 TeVneutralino, c#<50cm
0 1 2 3 4 5 6
Ms, $$, HLZ, nED = 3Ms, $$, HLZ, nED = 6Ms, ll, HLZ, nED = 3Ms, ll, HLZ, nED = 6
MD, monojet, nED = 3MD, monojet, nED = 6MD, mono-$, nED = 3MD, mono-$, nED = 6
MBH, rotating, MD=3TeV, nED = 2MBH, non-rot, MD=3TeV, nED = 2
MBH, boil. remn., MD=3TeV, nED = 2MBH, stable remn., MD=3TeV, nED = 2
MBH, Quantum BH, MD=3TeV, nED = 20 1 2 3 4 5 6Sh. Rahatlou 1
LQ1, (=0.5LQ1, (=1.0LQ2, (=0.5LQ2, (=1.0
LQ3 (b%), Q=±1/3, (=0.0LQ3 (b#), Q=±2/3 or ±4/3, (=1.0
stop (b#)0 1 2 3 4 5 6
b’ → tW, (3l, 2l) + b-jetq’, b’/t’ degenerate, Vtb=1
b’ → tW, l+jetsB’ → bZ (100%)T’ → tZ (100%)
t’ → bW (100%), l+jetst’ → bW (100%), l+l
0 1 2 3 4 5 6C.I. ! , ) analysis, !+ LL/RRC.I. ! , ) analysis, !- LL/RR
C.I., µµ, destructve LLIMC.I., µµ, constructive LLIM
C.I., single e (HnCM)C.I., single µ (HnCM)
C.I., incl. jet, destructiveC.I., incl. jet, constructive
0 5 10 15
HeavyResonances
4thGeneration
Compositeness
LongLived
LeptoQuarks
Extra Dimensions & Black Holes
Contact Interactions
95% CL EXCLUSION LIMITS (TEV)CMS EXOTICA
Références • hwps://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/PhysicsResultsSUS • hwps://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/PhysicsResultsEXO • hwps://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/CMSPublic/PhysicsResultsB2G • hwps://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/
SupersymmetryPublicResults • hwps://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/AtlasPublic/ExoacsPublicResults
C. Collard (IPHC) 19
q* (qg), dijetq* (qW)q* (qZ)
q* , dijet pairq* , boosted Z
e*, ! = 2 TeV"*, ! = 2 TeV
0 1 2 3 4 5 6Z’SSM (ee, µµ)
Z’SSM (##)Z’ (tt hadronic) width=1.2%
Z’ (dijet)Z’ (tt lep+jet) width=1.2%
Z’SSM (ll) fbb=0.2G (dijet)
G (ttbar hadronic)G (jet+MET) k/M = 0.2
G ($$) k/M = 0.1G (Z(ll)Z(qq)) k/M = 0.1
W’ (l%)W’ (dijet)
W’ (td)W’→ WZ(leptonic)
WR’ (tb)WR, MNR=MWR/2
WKK " = 10 TeV&TC, 'TC > 700 GeV
String Resonances (qg)s8 Resonance (gg)
E6 diquarks (qq)Axigluon/Coloron (qqbar)
gluino, 3jet, RPV0 1 2 3 4 5 6
gluino, Stopped Gluinostop, HSCP
stop, Stopped Gluinostau, HSCP, GMSB
hyper-K, hyper-&=1.2 TeVneutralino, c#<50cm
0 1 2 3 4 5 6
Ms, $$, HLZ, nED = 3Ms, $$, HLZ, nED = 6Ms, ll, HLZ, nED = 3Ms, ll, HLZ, nED = 6
MD, monojet, nED = 3MD, monojet, nED = 6MD, mono-$, nED = 3MD, mono-$, nED = 6
MBH, rotating, MD=3TeV, nED = 2MBH, non-rot, MD=3TeV, nED = 2
MBH, boil. remn., MD=3TeV, nED = 2MBH, stable remn., MD=3TeV, nED = 2
MBH, Quantum BH, MD=3TeV, nED = 20 1 2 3 4 5 6Sh. Rahatlou 1
LQ1, (=0.5LQ1, (=1.0LQ2, (=0.5LQ2, (=1.0
LQ3 (b%), Q=±1/3, (=0.0LQ3 (b#), Q=±2/3 or ±4/3, (=1.0
stop (b#)0 1 2 3 4 5 6
b’ → tW, (3l, 2l) + b-jetq’, b’/t’ degenerate, Vtb=1
b’ → tW, l+jetsB’ → bZ (100%)T’ → tZ (100%)
t’ → bW (100%), l+jetst’ → bW (100%), l+l
0 1 2 3 4 5 6C.I. ! , ) analysis, !+ LL/RRC.I. ! , ) analysis, !- LL/RR
C.I., µµ, destructve LLIMC.I., µµ, constructive LLIM
C.I., single e (HnCM)C.I., single µ (HnCM)
C.I., incl. jet, destructiveC.I., incl. jet, constructive
0 5 10 15
HeavyResonances
4thGeneration
Compositeness
LongLived
LeptoQuarks
Extra Dimensions & Black Holes
Contact Interactions
95% CL EXCLUSION LIMITS (TEV)CMS EXOTICA
Résumé des analyses exoaques
C. Collard (IPHC) 23
Mass scale [TeV]-110 1 10 210
Oth
erEx
cit.
ferm
.N
ew
quar
ksLQ
V'C
IEx
tra d
imen
sion
s
Magnetic monopoles (DY prod.) : highly ionizing tracksMulti-charged particles (DY prod.) : highly ionizing tracks
jjmColor octet scalar : dijet resonance, llm), µµll)=1) : SS ee (→
L±± (DY prod., BR(HL
±±H Zlm (type III seesaw) : Z-l resonance, ±Heavy lepton NMajor. neutr. (LRSM, no mixing) : 2-lep + jets
WZmll), νTechni-hadrons (LSTC) : WZ resonance (l
µµee/mTechni-hadrons (LSTC) : dilepton, γl
m resonance, γExcited leptons : l- WtmExcited b quark : W-t resonance, jjmExcited quarks : dijet resonance, jetγ
m-jet resonance, γExcited quarks : qνlmVector-like quark : CC,
Ht+X→Vector-like quark : TT,missT
E SS dilepton + jets + →4th generation : b'b' WbWb→ generation : t't'th4
jjντjj, ττ=1) : kin. vars. in βScalar LQ pair (jjνµjj, µµ=1) : kin. vars. in βScalar LQ pair (jjν=1) : kin. vars. in eejj, eβScalar LQ pair (tb
m tb, LRSM) : → (RW'tqm=1) :
R tq, g→W' (
µT,e/mW' (SSM) : ttm l+jets, → tZ' (leptophobic topcolor) : t
ττmZ' (SSM) : µµee/mZ' (SSM) :
,missTEuutt CI : SS dilepton + jets + llm, µµqqll CI : ee &
)jj
m(χqqqq contact interaction : )jjm(
χQuantum black hole : dijet, F T
pΣ=3) : leptons + jets, DM /THMADD BH (ch. part.N=3) : SS dimuon, DM /THMADD BH ( tt
m l+jets, → t (BR=0.925) : tt t→KK
RS glljjmBulk RS : ZZ resonance, νlν,lTmRS1 : WW resonance, llmRS1 : dilepton, llm ED : dilepton, 2/Z1S
,missTEUED : diphoton + / llγγmLarge ED (ADD) : diphoton & dilepton,
,missTELarge ED (ADD) : monophoton + ,missTELarge ED (ADD) : monojet +
mass862 GeV , 7 TeV [1207.6411]-1=2.0 fbLmass (|q| = 4e)490 GeV , 7 TeV [1301.5272]-1=4.4 fbL
Scalar resonance mass1.86 TeV , 7 TeV [1210.1718]-1=4.8 fbL
)µµ mass (limit at 398 GeV for L±±H409 GeV , 7 TeV [1210.5070]-1=4.7 fbL
| = 0)τ
| = 0.063, |Vµ
| = 0.055, |Ve
mass (|V±N245 GeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-019]-1=5.8 fbL) = 2 TeV)
R(WmN mass (1.5 TeV , 7 TeV [1203.5420]-1=2.1 fbL
))Tρ(m) = 1.1
T(am, Wm) + Tπ(m) =
Tρ(m mass (
Tρ920 GeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-015]-1=13.0 fbL
)W
) = MTπ(m) - Tω/Tρ(m mass (Tω/T
ρ850 GeV , 7 TeV [1209.2535]-1=5.0 fbL
= m(l*))Λl* mass (2.2 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2012-146]-1=13.0 fbLb* mass (left-handed coupling)870 GeV , 7 TeV [1301.1583]-1=4.7 fbL
q* mass3.84 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2012-148]-1=13.0 fbL
q* mass2.46 TeV , 7 TeV [1112.3580]-1=2.1 fbL)Q/mν = qQκVLQ mass (charge -1/3, coupling 1.12 TeV , 7 TeV [ATLAS-CONF-2012-137]-1=4.6 fbL
T mass (isospin doublet)790 GeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-018]-1=14.3 fbL
b' mass720 GeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-051]-1=14.3 fbL
t' mass656 GeV , 7 TeV [1210.5468]-1=4.7 fbL gen. LQ massrd3534 GeV , 7 TeV [1303.0526]-1=4.7 fbL
gen. LQ massnd2685 GeV , 7 TeV [1203.3172]-1=1.0 fbL
gen. LQ massst1660 GeV , 7 TeV [1112.4828]-1=1.0 fbL
W' mass1.84 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-050]-1=14.3 fbLW' mass430 GeV , 7 TeV [1209.6593]-1=4.7 fbL
W' mass2.55 TeV , 7 TeV [1209.4446]-1=4.7 fbL
Z' mass1.8 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-052]-1=14.3 fbL
Z' mass1.4 TeV , 7 TeV [1210.6604]-1=4.7 fbLZ' mass2.86 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-017]-1=20 fbL
(C=1)Λ3.3 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-051]-1=14.3 fbL
(constructive int.)Λ13.9 TeV , 7 TeV [1211.1150]-1=5.0 fbL
Λ7.6 TeV , 7 TeV [1210.1718]-1=4.8 fbL=6)δ (DM4.11 TeV , 7 TeV [1210.1718]-1=4.7 fbL
=6)δ (DM1.5 TeV , 7 TeV [1204.4646]-1=1.0 fbL
=6)δ (DM1.25 TeV , 7 TeV [1111.0080]-1=1.3 fbL
massKK
g2.07 TeV , 7 TeV [1305.2756]-1=4.7 fbL = 1.0)PlM/kGraviton mass (850 GeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2012-150]-1=7.2 fbL
= 0.1)PlM/kGraviton mass (1.23 TeV , 7 TeV [1208.2880]-1=4.7 fbL
= 0.1)PlM/kGraviton mass (2.47 TeV , 8 TeV [ATLAS-CONF-2013-017]-1=20 fbL
-1 ~ RKKM4.71 TeV , 7 TeV [1209.2535]-1=5.0 fbL
-1Compact. scale R1.40 TeV , 7 TeV [1209.0753]-1=4.8 fbL
=3, NLO)δ (HLZ SM4.18 TeV , 7 TeV [1211.1150]-1=4.7 fbL
=2)δ (DM1.93 TeV , 7 TeV [1209.4625]-1=4.6 fbL
=2)δ (DM4.37 TeV , 7 TeV [1210.4491]-1=4.7 fbL
Only a selection of the available mass limits on new states or phenomena shown*
-1 = ( 1 - 20) fbLdt∫ = 7, 8 TeVs
ATLASPreliminary
ATLAS Exotics Searches* - 95% CL Lower Limits (Status: May 2013)
C. Collard (IPHC) 24
Résumé des analyses exoaques
R = (-‐1) (3B-‐L)+2S L = nombre leptonique B = nombre baryonique S = spin Conservaaon de la parité R : • La paracule susy la plus légère (LSP) est stable
à candidat pour la maaère noire • Les paracules susy sont produites par paires • Désintégraaon des paracules susy en cascade jusqu'à la LSP
• Energie Transverse Manquante dans le détecteur (MET)
La conservaaon de la parité R R = +1 pour les paracules du MS R = -‐1 pour les paracules susy
C. Collard (IPHC) 25
C. Collard (IPHC) 27
Higgs et nouvelle physique -‐ Etude des propriétés du nouveau boson : Modèle Standard ou nouvelle
physique ? -‐ Higgs fermiophobique (=qui ne se couple qu’aux bosons) : exclu entre 110 et 147
GeV (95%CL) car on aurait du voir plus de Hàγγ. -‐ 4ème généraaon : exclu entre 110 et 660 GeV (99%CL) car Hàγγ aurait été
quasiment supprimé. -‐ Limite dans le plan (tan β, mA) car A/H/h àbb, ττ, μμ ont des rapports
d’embranchement fortement modifiés dans le MSSM. -‐ Très important d’obtenir une excellente précision sur les mesures de couplage, car
ceux-‐ci peuvent dans certains cas n’être modifiés que de quelques pourcents. -‐ Recherche de nouveaux bosons
-‐ H lourd : HàZZ, WW : on assimile maintenant le nouveau boson à 125 GeV comme un bruit de fond, et on cherche un nouveau signal. 2eme boson exclu pour mH<600 GeV (WW) et <700 GeV (ZZ).
-‐ H chargé : t à H+ b, H+ à τ ν (grand tan β) et H+ à cs (tan β < 1) -‐ Φ doublement chargé : quand le secteur du Higgs est étendu par un triplet Φ, Φ+,
Φ++, recherche de paires de leptons de même signe (résonance eμ par exemple)
C. Collard (IPHC) 29
Hypothèse : les paracules de maaère noire sont des fermions de Dirac. Les résultats de CMS en terme de secaon efficace χ-‐nucléon sont comparés aux expériences de détecaon directe et indirecte de maaère noire.
La Recherche de maaère noire
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