Suche nach Supersymmetrie in Endzuständen mit einem Lepton, Jets und fehlender Transversalenergie mit dem ATLAS-Experiment
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Diese Arbeit beschreibt aufeinander aufbauende Datenanalysen zur Suche nach Supersymmetrie in Proton-Proton-Kollisionsereignissen, die Endzustände mit einem Lepton, Jets und fehlender Transversalenergie besitzen und am ATLAS-Experiment am Large Hadron Collider am CERN in den Jahren 2015 und 2016 bei einer Schwerpunktsenergie von 13 TeV mit einer integrierten Luminosität von insgesamt 36,1 fb-1 aufgenommen wurden.
Zur Definition und Optimierung der Signalregionen werden vereinfachte Modelle der Paarproduktion von Squarks und Gluinos verwendet. Die Standardmodell-Untergrunderwartung wird mit Monte-Carlo-Simulationen abgeschätzt, wobei die Normierungen und systematischen Unsicherheiten der Hauptuntergründe datenbasiert in dedizierten und statistisch unabhängigen Kontrollregionen extrahiert und in die Signalregionen extrapoliert werden. Durch eine simultane Anpassung mit Hilfe der Profile-Likelihood-Methode wird so eine präzise Untergrundvorhersage in den Signalregionen ermöglicht.
Zur Sensitivitätssteigerung über weite Massenbereiche in den Parameterräumen der Signalszenarien werden Formunterschiede zwischen den Signalverteilungen der effektiven Masse in Abhängigkeit der Modellparameter ausgenutzt. Die dabei erarbeitete Methode zur Rückgewinnung von Forminformationen durch Extrapolation aus gelockerten Regionen reduziert statistisch bedingte Formunsicherheiten der Untergrundverteilungen und ermöglicht somit eine realistischere Untergrundvorhersage in der Signalregionsverteilung.
Die beobachteten Daten stimmen in allen Regionen mit der Standardmodellerwartung überein. Daher werden Ausschlussgrenzen in den betrachteten SUSY-Signalszenarien gesetzt, wobei die Ergebnisse der jeweils vorherigen Suchen am LHC weit übertroffen wurden.