Physik jenseits des Standard-Modells...
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P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 1
Physik jenseits des Standard-ModellsSupersymmetrie
Peter SchleperInstitut für Experimentalphysik
Universität HamburgSommer 2007
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 2
Supersymmtrie: Gliederung1. Übersicht Supersymmetrie2. Gründe für Supersymmetrie
2.1 Grand Unification2.2 Hierarchie- Problem und Higgs Masse2.3 Dunkle Materie im Kosmos2.4 Theoretische Gründe
3. Theorie & Phänomenologie3.1 Formalismus3.2 Das Minimale Supersymmetrische Standard Model3.3 Feynman Diagramme3.4 SUSY Brechung3.5 Constrained MSSM und Sparticle-Massen
4. Suchen nach Supersymmetrie4.1 SUSY Suche bei LEP4.2 SUSY Suche bei LHC4.3 SUSY HIggs Suche4.4 Präzisionsexperimente
6. Zusammenfassung und Ausblick
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LiteraturVorlesung:www.desy.de/~schleper/lehre/BSM
Frei verfügbar im WEB:•S. Martin, “A Supersymmetry Primer”, hep-ph/9709356
http://arxiv.org/abs/hep-ph/9709356 •D.I. Kazakov, „Beyond the Standard Model“, CERN school 2004
http://doc.cern.ch/yellowrep/2006/2006-003/p169.pdf•LHC im Detail: WWW Seiten der ATLAS und CMS Experimente
http://atlas.web.cern.ch/Atlas/index.html http://cms.cern.ch/•Weitere Artikel während der Vorlesung
Lehrbücher:(DESY Bibliothek oder Bibliothek des Instituts für Experimentalphysik in Bahrenfeld)
H.Baer, X. Tata, „Weak Scale Supersymmetry“, 2006 P. Binetruy, “Supersymmetry, Theory, Experiment and Cosmology”, 2006Drees, Godbole, Roy, „Theory and Phenomenology of Sparticles“, 2004G.Kane, „Perspectives on Supersymmetry“, 1998
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1. Übersicht SupersymmetrieSupersymmetrie (SUSY)•Eine Erweiterung des Standard-Modells (SM)
Beinhaltet das SM identisch zum SM bei kleinen Energien ≤ Mweak
•Symmetrie zwische Fermionen und BosonenSUSY Transformation:
Zu jedem Fermion muss es ein Boson geben mit gleicher Ladung, Masse, Wechselwirkung (WW), aber Spin unterschiedlich
z.B. Elektron (Spin ½) Selektron (Spin 0)Photon (Spin 1) Photino (Spin ½)Higgs (Spin 0) Higgsino (Spin ½)
•SUSY verletzt nicht die EichinvarianzSM: Fermionen und Bosonen in getrennten Multipletts
Fermionen: beliebige Massen und MischungswinkelnBosonen: Eichfelder, Massen sind abhängig von Kopplungskonstanten und Higgs-Parameter
SUSY: Bosonen und Fermionen in gleichen Multipletts gleiche WW für SUSY PartnerHoffnung: Erklärung aller Massen/Winkel durch wenige Parameter ?
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Supersymmetrie
1/21/2 LeptonenLeptonen (e, (e, ννee, …), …)Quarks (u, d, …)Quarks (u, d, …)
11 GluonenGluonenWW±±
ZZ00
Photon (Photon (γγ))
00
22
HiggsHiggs
GravitonGraviton
SpinSpin StandardteilchenStandardteilchen
SleptonenSleptonen (e, (e, ννee, …), …)SquarksSquarks (u, d, …)(u, d, …)
SpinSpinSuperpartnerSuperpartner
00
1/21/2GluinosGluinosWinoWinoZinoZinoPhotinoPhotino ( ( γ γ ))
1/21/2
3/23/2
HiggsinoHiggsino
GravitinoGravitino
~~
~~ ~~~~~~
Symmetrie zwischen Fermionen und Bosonen
Namensgebung: Fermion S-FermionBoson Boson-ino
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Das Minimale Supersymmetrische Standard Modell(MSSM)
“… das bessere Standard-Modell …”Minimale Anzahl Teilchen
• 3 Generationen Quarks und Leptonen + Superpartner•Minimale Eichgruppe
• SU(3)C х SU(2)L х U(1)Y mit den 3 bekannten Kopplungskonstanten und Eichbosonen + Superpartnern•Minimaler Higgs-SektorNeu: 2 Higgs Doubletts notwendig wegen Supersymmetrie• 1 Doublett für u,c,t und Neutrinos• 1 Doublett für d,s,b und e,mu, tau• 5 Higgs-Teilchen (8-3=5)
•Supersymmetrie kann nicht exakt sein: “Soft SUSY Breaking”• Masse Elektron = Masse Selektron ?? Selektron hätte längst entdeckt worden sein müssen• Kein bekanntes Teilchen ist SUSY Partner eines Anderen bekannten Teilchens (Quantenzahlen)• Masse der SUSY Partner ist viel größer MSUSY > Mweak
• SOFT SUSY Breaking Parameter: Massen und Mischungen der SUSY Partner
Außerdem: Mischung der Photinos, Zinos, Winos und Higgsinos Neutralinos und CharginosEinfachste Modelle: LSP (lightest SUSY Particle) ist stabil Dark Matter
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Superpartners for all SM fields(approximate doubling of physical particle spectrum)
Die Teilchen im MSSM
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SUSY Wechselwirkungen: Beispiele
qg~
q~ q
χ01
l~
l
qq~
χ01
l, W±
χ01
Z
χ02
l~ , χ±
2
qq~
g~ q
*q~q
χ02
χ01
Z
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2. Gründe für SUSY
• Warum nicht !!!• Einzige mögliche Erweiterung der Poincare Gruppe der speziellen Relativitätstheorie• (Translation, Rotation, Lorenz-Transf., C,P,T, Supersymmetrie)• Tiefere Begründung für Spin ??• Hebt Asymmetrie im SM zwischen Fermionen und Bosonen auf• Führt zur Vereinigung der Wechselwirkungen: GRAND UNIFIED THEORIES (GUTs)• Löst das Hierarchie- Problem des SM• Möglichkeit die Dunkle Materie zu erklären (LSP = leichtestes Supersymmetrisches Teilchen)• Sagt MHiggs < 130 GeV voraus• Ist mit allen experimentellen Resultaten verträglich• Erlaubt Vereinigung mit Gravitation• Ist Grenzwert der Stringtheorie bei “kleinen” Energien
Entdeckung von Supersymmetrie wäre der entscheidende Schritt zur Physik jenseits des SM,ähnlich fundamental wie die Entdeckung der Antimaterie.SUSY ist die bei weitem meist diskutierte und meist akzeptierte mögliche Erweiterung des SM.
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2.1 Gründe für SUSY: GUTsGUTs: Grand Unified Theories siehe Vorlesung J. Hallerbeste Erklärung für Ladung der Quarks, Generationen von Quarks&Leptonen,
Auswahl der Eichgruppen
wichtigste Vorhersage: • Vereinigte WW bei hohen Energien Kopplungen sollten gleich sein • Aufspaltung in SM-Gruppen durch spontane Symmetrie Brechung• Kopplungen bei anderen Energien hängen von Quantenkorrekturen ab
Renormierungsgruppengleichungen (RGE) für Massen und Kopplungen
e-
e+
e-
e+ e+
e+
e-e- e-e-
QED: QCD: nicht-abelsch: Gluon Selbst-WW
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Renormierung: Laufende KopplungenSeien Q, Q0 zwei Energie-Skalen (typisch ECMS einer Teilchenreaktion)RGE verknüpfen Kopplungen g(Q) mit g(Q0)Niedrigste Ordnung (LO):
Integration über Energien aller Teilchen mit M > QNur Teilchen mit M > Q tragen bei.
LO:
b1 = 4/3 nfg nfg =Anzahl Fermion Generationen
b2 = - 22/3 + 4/3 nfgb3 = - 11 + 4/3 nfg
1/α hängt von log(Q) abUnterschiedliches Vorzeichen für Bosonen und Fermionen
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SUSY und GUTsTest der Idee der GUTs:
• Messe α(Q0) bei kleiner Skala Q0 = Mweak• Benutze Theorie (RGE) und
extrapoliere zu großen Skalen Q• Überprüfe Zahlenwerte der α(Q)
bei großer Skala Q
Keine Vereinigung im SMVereinigung, wenn auch SUSY Teilchen
zu den Loops beitragen.α1,2,3 treffen sich bei gleichem Q0
innerhalb von 1 sigma der Fehler.Präzision ~1,5 % (αs)
Zufall ? oder Hinweis auf SUSY + GUTsMSUSY ~ 1 TeVMGUT ~ 2.4 • 1016 GeVα(MGUT) ~ 0.04 = 1 / 25
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2.2 Hierarchie Problem und Higgs
A. Extrem großer Unterschied zwischen fundamentalen SkalenMPlanck >> MGUT >> Mweak >> Mstrong
1019 1016 102 10-3 GeVWarum mehrere Skalen, warum so große Skalen- Unterschiede ??Extrapolation zu großen Skalen: Quantenkorrekturen der laufenden Naturkonstanten siehe α(MGUT)
B. Divergenz der Higgs-Masse im SMalle Kopplungen und Massen laufen logarithmisch ~ log(Q/Q0)Einzige Ausnahme im SM: Quantenkorrekturen zur Higgs- Masse (wegen Spin 0)
•Hat das SM Vorhersagekraft ?? Antimaterie, W, Z, top, .... JA•Falls nur SM + Gravitation: SM müsste sich auch bei den höchsten
Energien anwenden lassen (e.g. MPlanck) funktioniert nicht !!
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Hierarchie ProblemIm SM:114 ≤ MHiggs < 200 GeVLoop Korrekturen zu MH bis Skala Λ
Fermion Loop:
Boson-Loop: ähnlich, aber mit anderem Vorzeichen (Statistik) und anderen Kopplungskonstanten
Für Λ = MPlanck >> MH,bare ist Korrektur riesig quadratische Divergenz natürliche Higgs Masse wäre ~ MPlanck
Oder MH,bare müsste Loop Korrektur kompensieren damit MH << MPlanckfür alle Ordnungen der Loop-Rechnungen (fine-tuning Problem)
Higgs Konzept ist unphysikalisch bei großen Energien !?!
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Higgs constraints
MW = 80.398 ± 0.025 GeV/c2 Mtop = 170.9 ± 1.8 GeV/c2
Electroweak precision meas.: LEP-I final + LEP-II prel.Mtop and MW: new results from Tevatron (Mar 07)
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Higgs Mass Constraintsdirekt search e+e- Z H
MH > 114,5 GeVLEP / Tevatron indirect
MH = 76 (+33 -24) GeV (exp., 68%C.L.) MH < 144 GeV (95% C.L.)MH < 188 GeV (95% C.L., incl. direct search)
Neu vom Tevatron: MW = 80.398 ± 0.025 GeV/c2 Mtop = 170.9 ± 1.8 GeV/c2
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Hierarchie Problem
Beobachtung: Loop Korrekturen zur Higgs Masse heben sich wegen unterschiedlichen Vorzeichen exakt auf, falls Fermionen und Bosonen gleich häufig sindund gleiche Kopplungen und Massen haben.
Ursprüngliche Motivation für Supersymmetrie
Bei ungleichen Massen:Korrekturen der Form δMH
2 ~ log( | MB2 – MF
2 |)
Differenz der SUSY Massen und SM Massen~ MSUSY ≤ 1 TeV
SUSY löst das Hierarchieproblem( )22
2F2
H /logF8
2G3m vΛ>π
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛≤Λ 2
H
22
H m34expm vπ
∞≤Λ≤ )(0 λ
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2.3 Dunkle Materie im KosmosJ.Feng, “Dark matter at the Fermi Scale”, http://arxiv.org/astro-ph/pdf/0511/0511043v1.pdf
Teilchenphysik im frühen Universum: Big Bang: hohe Temperaturen hohe ECMS für Teilchenreaktionen
Teilchenphysik
Kosmologie
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Evidenz für Dunkle MaterieDark Matter: Nicht leuchtende MaterieEvidenz aus:Expansion des Universums (Supernovae): ΩΛ ΩM
Rotationskurven von Galaxien: ΩDM
Cosmic Microwave Background (CMB): ΩΛ ΩDM
Galaxien-Cluster: Kinematik, X-Rays, Gravitationslinsen: ΩDM
Big Bang Nucleosynthesis: ΩB
M = MatterDM = Dark MatterΛ = kosmol. KonstanteB = Baryonen
•Universum ist nahezu flach •ΩDM = 23 ± 4%•ΩB = 4 ± 0,4%•ΩDM = 73 ± 4%
Großer Teil der Materie leuchtet nicht und ist nicht BaryonischIm SM: Kein bekanntes Teilchen kommt in Frage
(Neutrinos: zu geringer Anteil)In SUSY: LSP
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Dunkle Materie in Galaxien
Gravitation ~ 1/r2 Rotationskurven (Keppler)
NeueNeue Form Form unsichtbarerunsichtbarer MaterieMaterie: “ : “ Dark Matter = SUSY Dark Matter = SUSY TeilchenTeilchen ??
Sonnensystem Galaxie NGC6503
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 21
Entstehung der Dunklen Materie
Big Bang: (1) Fühes Universum war heiß und dicht:
thermisches Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Vernichtung(2) T < MLSP Anzahl LSP ~ exp(- MLSP/T) Bolzmann Faktor(3) Dichte zu klein: Stöße von LSP-Paaren zu selten konstante Dichte
Dichte der Dark Matter Teilchen (SUSY: LSP)σA =Annihilations- WQv = Geschwindigkeit
α ~ 0,1 schwache KopplungΩDM ~ 23 %
Resultat:100 GeV < MLSP < 1 TeV
MLSP (TeV)
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2.4 Theoretische Gründe für SupersymmetrieRelativität und Quantenmechanik: Coleman-Mandula Theorem und Erweiterungen
• Allgemeinste Theorie ist Produkt aus Super-Poincare Symmetrie (SUSY+Poincare)und interner Symmetrie (Eichtheorie)
SUSY löst das Hierarchie- und Fine-tuning Problem: MSUSY~ 1TeVUltraviolet vollständige Theorie
• Einzige Theorie, die Extrapolation zu beliebig hohen Energien erlaubtGravitation
• Lokale Supersymmetrie beinhaltet Gravitation (aber nicht renormierbar) String-Theorie: Punktförmige Teilchen Strings in N>4 Dimensionen
• Einziges bekanntes Konzept, das Quantengravitation beinhalten könnteSUSY ist wichtiges Konzept in String-Theorien
Radiative Elektroschwache Symmetriebrechung• SUSY-GUTs: gleiche Masse m0 für alle Spin-0 Teilchen bei MGUT
laufende Kopplungen und Massen: Higgspotential: λ wird < 0 bei Skala von ~ 100 GeVVorhersage der spontanen Symmetriebrechung
Entkopplung der SUSY-Wechselwirkungen• Beiträge der SUSY Teilchen (für M>>MW) in Loops sehr klein: kaum sichtbare Effekte in Messungen
Higgs Masse wird zu M< 130 GeV vorhergesagt
Experimentell: GUT Kompatibel (Kopplungskonstanten) MSUSY~ 1TeVDunkle Materie: MLSP < 1 TeV
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3.3 Feynman Diagramme a: QED
•Gleiche Kopplungskonstante für alle (SUSY)-Teilchen
•Rp ist automatisch erhalten: SUSY_Teilchen nur paarweise
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3.4 SUSY Brechung (SOFT)
(i,j = 1,3 Index für Generationen)
Squark Massenz.B.: mQ
2 = 3x3 Matrix, hermitesch6 reelle + 3 Phasen
Slepton und Higgs Massen
Gaugino Massen (M1, M2, M3)z.B. M3 = Gluino Masse (reel)M’: CP Verletzung
qqH, llH Yukawa KopplungenWechselwirkungen Higgs Massen
Bisher: perfekte Fermion-Boson SymmetryExperiment: Massen der SUSY Partner größer als SM Massen
SUSY kann nicht perfekt seinBrechung der Supersymmetrie (ähnlich spontane Symmetrie-Brechung im SMerlaube alle möglichen Massenterme und Kopplungen, die nicht Eichsymmetrie verletzen
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Naturkonstanten im allgemeinsten Fall (MSSM):Eich-Sektor: 9 (g1,g2,g3, M1,M2,M3, M1’, M2’,M3’)Higgs-Sektor: 5 (MHu, MHd, b, mu (komplex) )(S)Leptonen, (S)Quarks: 164 (Massenmatrizen, meistens soft SUSY breaking Parameter
Summe MSSM: 178 Standard Model: 19 (ohne Neutrino Massen)
Diese Konstanten bestimmen / parametrisieren alle möglichen experimentellen Ergebnisse
Einschränkungen der Parameter• Experimentelle Resultate
• z.B. Flavour Changing neutral Currents (mu e + gamma)• CP Verletzung
• Fundamentale Prinzipien um Parameter zu verstehen:z.B. Guts, Strings, …• Ursprung der SUSY Brechung• Ursprung der Teilchen• Ursprung der Eichgruppen
Falls gemeinsame Ursachen: Beziehungen zwischen allen MSSM Parametern, z.B.:
MSSM Parameter
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Soft SUSY breaking Universality (an der GUT Skala):• FCNC, CP: neue Parameter mischen Generationen nicht
M‘1 = M‘2 = M‘3 =0
• Skalar3 Kopplungen ~ Yukawa-Koppl.
Yukawa Kopplungen ~ Masse der Leptonen, Quarkswichtig nur für 3. Generation: Approximation
GUT: Vereinigung der WW an der GUT Skala• Gauge couplings: α1 = α2 = α3 = αGUT = 0.04
• Gaugino masses: m1/2 = M1 = M2 = M3
GUT: Vereinigung der Skalaren Massen !!!• Sfermion masses: m0
• Higgs Parameters: tan β, mA, μ• Squark/Slepton Mixing: At, Ab, Aτ
3.5 Constrained MSSM und Sparticle-Massen
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SUSY breaking modelsmSUGRA: Minimal Supergravity at GUT scale• Unify spin 0 sector: Higgs and sfermions• Unify all trilinear couplings At = Ab = Aτ = A0
• Radiative EWSB only sign of μ• m1/2 , m0 , tan β, sign(μ), A0
• LSP = lightest neutralino
AMSB: anomaly mediated breaking• m3/2 , m0 , tan β, sign(μ)• LSP = lightest neutralino
GMSB: Gauge mediated breaking• M, Λ, N, tan β, sign(μ)• LSP = Gravitino
Gaugino mediated breaking in extra dimens.• vis. – gauginos -- hidden
• m1/2 , Mc, tan β, sign(μ)• LSP = Gravitino
Strings ?
(SM)
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2 Higgs Doubletts: wegen SUSY und chirale Anomaly, 8 Freiheitsgrade
Higgs Potential (durch SUSY-Lagrange festgelegt)
Spontane Symmetrie-Brechung: 2 vev
Analyse des Higgs Potentials Masse Z0, W
Freier Parameter GUT Skala: tan β = 1 ?! schwache Skala: tan β > 1 da top-Higgs Kopplung groß
5 Higgs Teilchen: h, H, A0, H+, H- (+3 Goldstone Bosonen für Masse Z, W)
Higgs Sektor
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Higgs Massen
Higgs Parameter: tan β, mA, μ
Higgs Massen:
Leichtestes Higgs:
mit Strahlungskorrekturen zur Higgs Masse:
130 GeV
Falls h ähnliche Eigenschaften wie SM Higgs hat: Grenze LEP: 114,5 > Mh > ~ 200 GeVSUSY sagt Higgs Masse richtig voraus
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 42
Neutralino & Chargino Mixing
Neutralino mixing
Chargino mixing
Massen Eigenzustände hängen ab von:• M1, M2, tan β, μ SUSY Massen und Brechung• MZ, sin2θW EWSB Mischung: B,W Z, photon
1,2±χ
2±χ
1±χ
10χ
20χ
40χ
30χ
1,2,3,40χ
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RGE evolution of SUSY massesGaugino masses:
Sfermion masses:
Higgs Masses: • mh < 130 GeV• m2
H,A,H± ~ m2A +M2
W
Von der GUT Skala zur Schwachen Skala:Laufende Massen und Kopplungen
z.B.: mSUGRA
1/2GUT
ii m
αα M =
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Zusammenfassung: constrained MSSMSM Leptonen, QuarksSUSY Partner: Sleptonen, Squarks5 Higgs Teilchen: h, H, A0, H+, H- Parameter tan β, mA, μ
4 Neutralinos: Mischungen aus
4 Charginos: Mischungen aus
An der GUT Skala• Vereinigung der Kopplungen (exp)
• Vereinigung der Massen der Spin-0 Teilchen m0
• Vereinigung der Massen der Spin-1/2 Gauginos Spin-an der GUT Skala m1/2Kompliziertes Massenspektrum an schwacher Skala durch Strahlungskorrekturen
• mh < 130 GeV• LSP ist das leichteste Neutralino (Kosmologie: Neutral, kleiner WQ)
1,2,3,40χ
1,2±χ
10χ
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 45
mSUGRA masses and decaysMass differences• MSquark >> MLSP
Large ET, Large ETmissmodel independent discovery
• Mslepton close to MLSP
leptons with low ETmodel dependent
Decay patterns• Parameter dependent• Partially long decay chains• Missing LSP• Measure mass differences
SUSY parameter measurements
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 46
4. Suche nach SupersymmetrieIndirekte Suche: • Beiträge von SUSY Teilchen in Loops
MSUSY groß kleiner Beitrag zum WQ• Benötigt präzise Experimente mit kleinem SM-WQ
μ e γ, b s γ, g-2Nachteil: Wenn man Abweichung vom SM findet , was ist es ? SUSY ? …?
Direkte Suche: Produktion von SUSY Teilchen an BeschleunigernEichkopplungen dominieren:
Paar-Produktion, genau vorhersagbar, WQ(Masse)Signatur im Experiment:LSP stabil, neutral, keine starke WW LSP ist unsichtbar (wie Neutrino)
Fehlender 4-Impuls goldene Signatur für SUSYschwerere SUSY Teilchen: Lebensdauer ~ 10-23 s nicht meßbar
(Ausnahme: LSP = Gravitino NLSP Lebensdauer groß)
Beobachtung von Zerfälle in SM Teilchen: Peaks in der invarianten Masse• Grenze: Schwerpunktsenergie: LEP: ECMS = 208 GeV
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 47
SUSY vertices and decay modes
q
Long decay chaines:
g~
q~ q
χ01
l~
l
qq~
χ01
l, W±
χ01
Z
χ02
l~ , χ±
2
qq~
g~ q
*q~q
χ02
χ01
Z
Jets + ETmiss(often + leptons, W,Z, …)
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 48
SUSY benchmark points
Studies of SUSY Benchmark points
Finally: SUSY parameter scan
m0 , m1/2 an der GUT SkalaMassen der SUSY Teilchenan der schwachen Skala
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 49
4.1 Susy Suche bei LEP
e+
e-
0χ
+e~
-e~
γ , Z*e+
e- ~l−
~l+
• Number of observed events compatible with SM Expectation
• Scalars : σ ~ β 3/s → need Luminosity to reach kinematic limit
Smuon and stau limits are ~ model-independent
Small DM
10 ~ χll→ 2 acoplanar leptons + missing E OPAL stau event candidate
Main background : WW (well known → subtracted)
LEP: WQ x Luminosität so groß, daß (fast) alle Teilchen bis zu M = ECMS/2 beobachtbar sind
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 50
Chargino searches at LEP
γ , Z *e +
e -
χ +
χ −
heavy) are ~( m Large 0 le +
e -
~νχ +
χ −
light) are ~( m Small 0 l
WW → qqqq WW → lνqq WW → lν lν
χχ1100
χχ1100
χχ1100
χχ1100
ll++
ll--
νν
ννχχ11
00
χχ1100
ll++
νν
−−
110*0* χWχWχχ →−+
1100 χχ~ ~ χχ νννν −+−+−+ →→ llll
Main backgrounds (WW, ZZ) can be rejected asking e.g. for a large missing massin final state
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 51
LEP Suchen
e+
e-
CMSSM:• sfermions and charginos
excluded for m < 80 … 104 GeV• tan β > 1.4 • MLSP > 47 GeV• Mh > 114.5 GeV
0χ
+e~
-e~
γ ,Z*e+
e- ~l−
~l+
γ , Z*e+
e-
χ +
χ −
e+
e-
~νχ +
χ −
Slepton Paar-Produktion
Chargino Paar-Produktion
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 52
LEP
LEP preliminary
Gluino mass:200 GeV , 400 GeV
searches MET 3χχ)fb (2 2Run Tevatron
021
-1
+→ ±+ l
Regions excluded by:1. Theory2. Z width from LEP13. Charginos from LEP4. Sleptons from LEP5. Higgs from LEP6. Stable staus from LEP
Interpretation in MSUGRA: m0 , m1/2 an der GUT Skala
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 53
4.2 Susy Suche am LHC
Principal Goals of LHC (J. Ellis)
• Explore a new energy / distance scale resolution 10-19 m
• Look for ‘the’ Higgs bosonStandard Model Higgs / SUSY Higgs
• Look for supersymmetry / extra dimensions, …
• Find something the theorists did not expect
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 54
LHC plans
ShutdownMachine checkout
7TeV
Beam setup 25ns ops I Shutdown
Hardware commissioning
7TeV
Machine checkout
7TeV
Beam commissioning
7TeV
43 bunch operation 75ns ops 25ns ops I Shutdown
L ~ 5 x 1030 2.5 x 1031 4 x 1032
III
No beam Beam
Stage I II III
No beam Beam
2008
20091033
1 fb-1 = 120 effective days @ L ~ 1032 cm-2 s-1
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LHC plans
Startup• Most major components available• No major problems seen so far • 30 Aug 07 Beam-pipe closed• June 2008 Collisions at 14 TeV
Prospects for LuminosityLow Luminosity period• 2008 1 fb-1 @ L = 1032 cm-2 s-1
• 2009 5 fb-1
• 2010 10 fb-1 @ L = 1033 cm-2 s-1
High Luminosity period• > 2011 100 fb-1 per year
@ L = 1034 cm-2 s-1
Slow startup of luminosity expected• Experiments prepare for
early physics program
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 57
Cross sections
Parton Luminosity
Partonic cross section = 10- 3 ….20
qq WW
qq bb, tt
gg bb, tt
10-310-3
10-2
10 gg gg
qq q‘q‘
10 TeV
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 58
Parton Luminosity
gg
• qg• gg• qq
Tevatron
qqqg
LHC
LHC / Tevatron: factor 40 for gg H @ MH= 120 GeVfactor 10000 for gg XX @ MX= 0.5 TeV
Ratio LHC / Tevatron:Parton Lumi
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 59
Parton densities
• HERA data has major impact on LHC (x > 10-3 )• extrapolation to large Q2 (M2) for LHC
Q2 = M2
x 10-3
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 60
Cross Sections
√s
108 Events per sec@1033 cm-2s-1
1000 jets / s (ET>100)200 W /s 50 Z0 /s
1 ttbar / s1 Higgs /min MH=150 GeV
• Huge event rates forStandard Model processes
• Jets >> W, Z, t , H
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 61
• Squarks and gluinos produced via strong processes → large cross-section
E.g.:
q~q~
g~
g
q
q
q
αs αs
q~
q~g
• Charginos, neutralinos, sleptons direct production via electroweak processes much smaller rate (produced more abundantly in squark and gluino decays)
E.g. σ ≈ pb mχ ≈ 150 GeVq~q
q’
χ+
χ0
production are dominant SUSY processes at LHC (if accessible)gggqqq ~~ ,~~ ,~~
Sparticle production at LHC
M (GeV) σ (pb) Evts/yr 500 100 106-107
1000 1 104-105 2000 0.01 102-103
from Gianotti
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 62
LHC: signal and background
Dominant production of colored sparticles which will decay to leptons, jets + LSP
SUSY signal:jets and leptons with large Pt
+ missing transverse energy(typical e.g. for mSUGRA, GMSB)
BG from W, Z and tt production:need strong rejection ~10-4
Exploit kinematics to maximum extent:mass reconstruction method
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 63
Simulation of event in the CMS detector: Low luminosity
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 64
m0 = 1000 GeVm1/2 = 500 GeVtan β = 35 μ > 0 A0 = 0
Example :
→ spectacular signatures→ easy to extract SUSY signal
from SM backgrounds at LHC(in most cases …)
CMS
TeV 1~)g~,q~( m
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 65
Supersymmetry event simulation
SUSY event: Squark production• ETmiss = 360 GeV• ETjet = 330, 140, 60 GeV
Calorimeter energies
φη
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 66
LHC SUSY analysis strategy
1) Inclusive analysis• Jets + ETmiss
First evidenceuse Meff, ETmiss, #jets, event rate
RPestimate squark+gluino mass,
2) Exclusive analysis• check for e, mu, tau, gammas,
Z0, W, top, higgs, heavy stable particleskinematic analysisestimate SUSY masses, BR
3) Higgs mass, SUSY higgs search4) Check consistency at GUT scale
Is it SUSY
g~
b~
b
b
ml
±l
01
~χ
02
~χ±l
~
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 67
Example Analysis: Jets + ETmiss
Problem:• ETmiss in QCD events
LM1 Low mass SUSY
• Gluinos: 600 GeV• Squarks: 550 GeV• m0= 60 GeV• m1/2=250 GeV• tan beta=10
Full hadronic channel• several jets + ETmiss• No leptons
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 68
SUSY example analysis
QCD events: ETmiss dominated by jet resolutionStudy PTmiss direction w.r.t. jet directionCut on
SUSY simulation QCD simulation
δφ jet1
δφ jet2δφ jet2
δφ jet1
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 69
Signal significance
High signal / background ratio• Background uncertainty not too important
Meff = ET + PTmissMeasure of total energyreleased in sparticle decay: ~ MSUSY
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 70
Background
Irreducible backgroundZjj ννjj
• Determine backgroundfrom dataZjj μμjj
• Assume same ETmissdistribution
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 71
Discovery potential
High mass SUSY: HM1
Low mass SUSY• LM1: 6 pb-1
• Typical: 0.1-1 fb-1
High mass SUSY• Ultimate reach: • Squarks, Gluinos: 2500 GeV
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 72
SUSY decays with Z0
LM4: squark/ gluino productiondecays to
before ETmiss cut
after ETmiss cut
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 73
SUSY decays with top
LM1
Discovery reach (5 sigma)
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 74
SUSY decays with Higgs h bb
• Dominant background to SUSY decaysare other SUSY decay channels
LM5
• Measurement of Higgs mass and BR needs large luminosity !
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 75
2-lepton channel: Mass reconstruction
Kawagoe,Nojiri, Polesellohep-ph/0410160
Gjelsten, Miller, Oslandhep-ph/0410303 hep-ph/0511008
Nojiri, SUSY06
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 76
Early discovery at LHC ?
Jets + MET gives highest reach(most model-independent)
Lepton signatures are more model-dependent (e.g. a lot of τ’s at large tanβ)
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 77
SUSY discovery reach for CMS
• Large discovery potential already in the first year (2008)• Reach at full luminosity: ~ 2 TeV for squark and gluino masses• Interpretation very model dependent !
Discovery reach for squarks/gluinos
Time mass reach
1 month at 1033 ~ 1.3 TeV1 year at 1033 ~ 1.8 TeV1 year at 1034 ~ 2.5 TeVultimate (300 fb-1) ~ 2.5 - 3 TeV
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 78
SUSY particle detection
In some scenarios many (not all) SUSY particles can be detectedNo full coverage (squarks/gluinos too heavy)Reguires next machine ?!
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 79
4.3 Supersymmetrie: Higgs Suche2 Higgs Doubletts 5 Higgs Teilchen: h, H, A0, H+, H- Parameter tan β, mA, μ
Leichtestes Higgs Boson h0
Strahlungskorrekturen:
< 130 GeV falls Mtop ungleich Mstop
h0 Zerfälle:h0 bb (~ 90%) oder ττ(wie im SM bei kleinen Higgs Massen)
h0 hat Eigenschaften ähnlich dem SM Higgs BosonGroße tan β
große h0 Massegroße Higgs-bb und Higgs-ττ Kopplung
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 80
SUSY Higgs bei LEP
Re-interpretation der SM Higgs Suche:
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 81
Supersymmetrie: Higgs Suche am Tevatron
φ0b
b
g
g
g
b
b
φ0
SM HIggs: WQ kleinSUSY Higgs: WQ ~ tan2 β größer bei großen tan β wegen großer Kopplung an b
•Produktion einzelner Higgs bb: QCD Untergrund (gg bb) viel zu hoch
•Assoziierte Produktion: besseres Verhältnis Signal / Untergrund
Suche nach bbb, bbbb oder bττ, bbττ
φ0
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 82
H bb von DØ880 pb-1
(mA=120, tanβ=60)
QCD Untergrund erklärt Daten Kein Signal beobachtet
ausgeschlossen Grenze auf tan β vom Tevatron:Sehr große tan β sind ausgeschlossen
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 83
MSSM Higgs bosons decaying to ττ
CDF two-cone algorithm reconstruction
Entweder 1 oder 3 Spuren im inneren Konusum Achse (definiert durch Spur pT>6 GeV/c)
Isolations-Konus als jet – veto: keine weitere Spur
m vis = pτ 1
vis + pτ 2
vis + / p T“Visible mass”Variable gegen Untergrund durch Z→ττ
Tau Zerfälle: ca. 17% in eνν, μννRest fast ausschließlich in 1 oder 3 geladene Spuren + π0
großer Jet-Untergrund
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 84
“Visible Mass” spectra at CDF
Leichter Überschuß bei 160 GeV im tau Kanal ??
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 85
Exclusion in MSSM parameter space
•Erwartete Grenze:statistisch erreichbarwenn es nur das SM gibt
•Beobachtete Grenze:Grenze der tatsächlichen Messung
Unterschied zwischen beiden Grenzen ist Anzeichen einer Abweichung zwischen Daten und SM Erwartung
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 86
Results from DØ
Region of CDF excess
Neural network tau ID operates on tau “minijets”
KEIN Überschuß in D0 Daten
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 87
Results from DØ
Keine Signifikanz für eine SUSY Higgs Beobachtung bisher bei LEP oder TevatronEinschränkungen auf Bereich mittlerer tanβ
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 88
4.4 Präzisionsexperimente und KosmologieLoop Korrekturen durch schwere SUSY Teilchen
Präzision
1. LEP: Strahlungskorrekturen zu ee bb, WW, …• SUSY Teilchen ändern LOOP Korrekturen• SUSY passt etwas besser als SM mit leichtem Higgs
2. μ eγ verboten im SM • Verletzt Leptonzahl-Erhaltung
3. b s γ• stark unterdrückt im SM
4. g-2 des Myonsl~
0χ0χ
l
l
b s
γ
χ±
q~ 5. Dunkle Materie in der Kosmologie• Positive Evidenz mit kleinem Fehler !!• Modellabhängig• MLSP < 500 GeV
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 89
g – 2 des MyonsAnomales magnetisches Moment in der Dirac Theorie
Messung:
Vorhersage im SM: Vorhersage SUSY:
Einschränkungen für SUSY Massen
Abweichung vom SM: 2 – 3 Sigma
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 90
Präzisionsexperimente und Kosmologie
•B s γ excluded
•gμ-2 favoured
•Dark matter favoured
stau = LSP
stau = LSP stau = LSP
stau = LSP
SUSY bereits deutlich eingeschränkt, aber immer noch sehr viele Möglichkeiten
Benötige direkte Entdeckung bei LHC
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 91
Physik an der GUT Skala
LHC + ILC
Bei Entdeckung: Extrapolation der SUSY Massen zu hohen Energien: Test der GUT ?
LHC: low mass point, ~ all particles visible
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 92
Summary: Supersymmetry
SupersymmetryLimited by CMS energy and luminosity to Mass (Squarks/gluinos) < 2.5 TeV• Inclusive jets + ETmiss: discoveries• Exclusive: Model determination
Discovery would be a decisive step for physics• weak SUSY GUT• Comparable to anti-matter discovery
Many other extensions of SM studied for LHCfor all QCD produced signatures
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 93
5. Zusammenfassung und Ausblick
SM- Theory• U(1) x SU(2) x (SU(3)• Local gauge field theory, EWSB
RenormalizableFree of anomalies
• Predictive power:• W, Z, top, Higgs• running of couplings
• Arbitraryness:• Construction principle• 17 particles, 26 constants
• Incomplete:• Limited at High Energies (>1 TeV)• Hierarchy problem, MH
GUT, SUSY, Gravity, …SUSY: MH, MGUT, Dark matter
Experiment • All (?) data correctly described• Consistent picture of all
interactions below 200 GeVOutstanding success of the SM
• Higgs particle not discovered• No experimental confirmation
of EWSB
• Cosmology: no explanation forDark Matter, Dark Energy
Tension betweenexperiment and theory
Time for a decisive experiment:LHC
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 94
Expected LHC SM resultsStandard Model
• PDFs , QCD, ……• δ Mtop ~ 1.5 GeV (theory dominated)
0.5 GeV (experimental)(Tevatron now: 1.7 GeV)
Higgs mass constraintDiscriminates between SM and SUSY ?
Higgs (SM)Luminosity needed for 5 sigma discovery
• MH < 160 GeV @ 10 fb-1
• MH ~ 160 GeV @ 1 fb-1
• MH > 160 GeV @ 3 fb-1
• Higgs mass: ~ 1 % uncertainty• No Higgs found:
new dynamics in WW scattering @ ~1 TeV• How important is the Higgs ?
Nature = Symmetry + Breaking
Fundamental insight intolaws of nature at the TeV Scale
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 95
Stand der Physik
Ein Zitat:…it seems probable that most of the grand underlying
principles of Physical Science have been firmly established and that further advances are to be sought chiefly in the
rigorous applications of these principles to all the phenomena which come under our notice.
… An eminent physicist has remarked that the future truths
of Physical Science are to be looked for in the sixth place of decimals.
Aus: Physics Curriculum Uni. Chicago, 1898-99
Kurz danach: Roentgen Strahlung, Entdeckung des Elektrons,
Atom = Kern+Huelle, Relativitaetstheorie, Quantenmechanik, Antimaterie, Eichtheorie, W,Z, Gluon
Bald: Higgs, SUSY
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 96
Theorien der Physik
Energie, Temperatur, - Zeit
20072010 ?
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 97
Entwicklungen in der Theorie
AlternativenCompositeness von Fermionen: Preonen
• Unwahrscheinlich, denn Radius Elektron < 10-18mUnschärferelation Δx ΔP >1
PPreon > 200 GeV >> 0,5 MeV = Masse Elektron
Oder/und Anthropisches Prinzip ??
Spez. Relatx,t
Spin SUSYSuperspace
Masse & Gravit.Allg.Relat.
Andere WW ?Stringtheorie
Gravitation
SM: U1 x SU2 x SU3
Innere SymmetrienKräfte
Äußere Symmetrien (E,P)Kräfte ?!?
Geometrische Deutung der WW ?
Techni-colour: Higgs ist zusammengesetzt (W,Z auch)
Technipionen: Experimentell ausgeschlossen wegen FCNC
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 98
Gründe für SupersymmetrieRelativität und Quantenmechanik: Coleman-Mandula Theorem und Erweiterungen
• Allgemeinste Theorie ist Produkt aus Super-Poincare Symmetrie (SUSY+Poincare)und interner Symmetrie (Eichtheorie)
SUSY löst das Hierarchie- und Fine-tuning Problem: MSUSY~ 1TeVUltraviolet vollständige Theorie
• Einzige Theorie, die Extrapolation zu beliebig hohen Energien erlaubtGravitation
• Lokale Supersymmetrie beinhaltet Gravitation (aber nicht renormierbar) String-Theorie: Punktförmige Teilchen Strings in N>4 Dimensionen
• Einziges bekanntes Konzept, das Quantengravitation beinhalten könnteSUSY ist wichtiges Konzept in String-Theorien
Radiative Elektroschwache Symmetriebrechung• SUSY-GUTs: gleiche Masse m0 für alle Spin-0 Teilchen bei MGUT
laufende Kopplungen und Massen: Higgspotential: λ wird < 0 bei Skala von ~ 100 GeVVorhersage der spontanen Symmetriebrechung
Entkopplung der SUSY-Wechselwirkungen• Beiträge der SUSY Teilchen (für M>>MW) in Loops sehr klein: kaum sichtbare Effekte in Messungen
Higgs Masse wird zu M< 130 GeV vorhergesagt
Experimentell: GUT Kompatibel (Kopplungskonstanten) MSUSY~ 1TeVDunkle Materie: MLSP < 1 TeV
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 99
Beschleuniger
Erzeugung von Teilchen und Antiteilchen
Höhere Energie:AuflösungsvermögenEntdeckungen neuer, schwererTeilchen
Auflösungsvermögen: 10-19m
Proton-Proton:Entdeckungen: W,Z,b, topneu: S-LHC, VLHC
e+e-:Präzision: MZ, MH,SM = QFTneu: ILC (TESLA), CLIC
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 100
S-LHC und VLHC
Super-LHC:• Ecms=14 TeV,• Faktor 10 mehr Luminosität• Eeff größer (PDF)Große Teilchenraten/dichten
feinere Segmentierunggrössere Radien
Faktor 10 mehr Auslesekanäle
Neue SpurdetektorenNeue ElektronikNeue DatennahmeNeue Computing MethodenAb 2015 (wird sicher kommen !)
Very Large Hadron Collider:Ecms ~ 50 … 200 TeVProbleme:
•Magnete•Größe des Rings•Teilchendichte Experimente ???
> 20 Jahre Entwicklung
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 101
Super - LHC
Higgs couplings
SUSY bis Squark Massen von ca. 3 TeV
Für schwere Higgs:Kopplung ans Higgs = Masse ?
Typisch 10% Präzision für verschiedene TeilchenIst es das SM Higgs ?!
Unterschied zu SUSY Higgs (große tanβ )Elektroschwache Symmetrie Brechung
Higgs Kopplungen
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 102
International Linear e+e- Collider (ILC)
Kreisförmige e+e- Beschleuniger• LEP: Ecms=208 GeV, Umfang=27 km• Verlust durch Synchrotron-Strahlung ~ E4
Linearer e+e-Beschleuniger das nächste Großprojekt der TeilchenphysikECMS = 500 – 1000 GeVKonkurrenz: Japan, USA, Deutschland (DESY: TESLA)
Kosten: Länge des Beschleunigers hohe Beschleunigung /MeterDESY: 35 MeV / m Länge ca. 30 km
Luminosität: Strahl nur einmal nutzbar kleine LuminositätDESY: Strahlquerschnitt: 500 nm x 5 nm
Technologie-Entscheidung (2004): DESY Technology:
Supraleitende Kavitäten
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 103
Detektor für ILC
Höchste Präzision:•viele Lagen Silicon-Pixel oder•TPC Time Projection chamber•Elektr.magn. Kalorimeter
mit Silizium-Detektorenzur Spur-Rekonstrumktion
•Spur Rekonstruktion einzelner Teilchenauch im Hadron Kalorimeter
R&D extrem anspruchsvollefür Detektoren und Beschleunigerz.B.: ILC Workshop im Juni 2007
mit 700 Teilnehmern
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 104
Physik am e+e- Linear Collider
Z0
Energie-Schwelle
Wirkungsqeuerschnitte: ~fbHiggs: e+e- Z H
Ecms > mZ + mH
SUSY: paarweisesleptonen, charginos
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 105
Higgs am e+e- ILC
Test des SM:•ZZH Kopplung•WWH Kopplung
Kopplungensollten ~ MZ,MW
sein
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 106
ILC Higgs Messungen
Higgs Masse = Recoil- Massee+e- Z H μ μ HBerechne μμ Impulse:Fehlende Masse = MH
Modell-unabhängigerTest der Higgs Produktion
Messe Zerfälle des HVerzweigungsverhältnisseMassen = Kopplungskonstanten ?
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 107
Higgs Kopplungen am ILC
Große Genauigkeitfür Test des SM
ZHH Kopplung !
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 108
Messung von SUSY Zerfällen am ILC
• Komplexes Massenspektrum:Schlüssel für Brechung derSupersymmetrie und des SM
• Fast ohne UntergrundMessung aller Teilchen mit M< Ecms/2
LHC: Squarks, GluinoILC: Sleptonen, Gauginos, Higgs Argument für CLIC…?
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 109
An der GUT Skala…
Physik bei 1016 GeV:
Extrapolation dergemessenen SUSY-Massenzu hohen Energien:
Vereinheitlichung derfundamentalenParameterder Natur: •Kopplungen, •Massen, •Mischungswinkel
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 110
CLIC
Neues Beschleunigungskonzept fuer e+e- (CERN)• Drive beam: v ~ c, sehr grosser Teilchenstrom• Erzeugung eines el.mag. Pulses durch drive beam: hohe Felder !• Auskopplung der Energie an e+e- beam
Ecms = 3 TeV, Laenge = 37 kmNoch lange Entwicklungszeit, Konkurrenz zu TESLA ILC ??
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 111
Physik bei CLIC
Voller Massenbereich für SUSY !?!
Komplexe Ereignisse, Immer noch viel einfacherals bei LHC
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 112
Schlussfolgerungen
Heute: Theorie unvollständig, da zu willkürlichHiggs noch nicht entdecktAlle Messungen stimmen mit SM überein(dunkle Materie, siehe Michelson-Morley)
Durch LHC: Neue Teilchen entdecktNatur der neuen WW unklar ?!
Durch ILC: präzise Messungen des Higgs undder neuen TeilchenSUSY oder nicht ?Extrapolation zur GUT Skala: Gewinn um Faktor 1014
LHC + ILC = fundamental neue Einsicht in die Natur
P. Schleper Physik jenseits des Standard- Modells 113
Entdeckungen bei LHC
Meine persönliche Meinung:
SUSY als theoretisches Konzept ist überzeugend:SUSY Entdeckung schon sehr früh bei LHC möglich, aber nicht garantiert.
Higgs: experimentell deutlich schwierigerEntdeckung dauert 2-3 Jahre… falls es existiert
Überraschungen: durchaus möglich !!! Large extra dimensions, black holes neue WW
“unparticles”