Search for Dark Matter in events with a highly energetic jet and missing transverse momentum in proton-proton collisions at root out s = 8 TeV with the ATLAS detector

Abstract

The experiments at the Large Hadron Collider at the European Centre for Particle Physics, CERN, rely on efficient and reliable trigger systems for singling out interesting events. This thesis documents two online timing monitoring tools for the central trigger of the ATLAS experiment as well as the adaption of the central trigger simulation as part of the upgrade for the second LHC run. Moreover, a search for candidates for so-called Dark Matter, for which there is ample cosmological evidence, is presented. This search for generic weakly interacting massive particles (WIMPs) is based on the roughly 20/fb of proton-proton collisions at a centre-of-mass-energy of sqrt{s}=8 TeV recorded with the ATLAS detector in 2012. The considered signature are events with a highly energetic jet and large missing transverse energy. No significant deviation from the theory prediction is observed. Exclusion limits are derived on parameters of different signal models and compared to the results of other experiments. Finally, the results of a simulation study on the potential of the analysis at sqrt{s}=14 TeV are presented.

Die Experimente am Large Hadron Collider am Europäischen Zentrum für Teilchenphysik, CERN, sind auf effiziente und verlässliche Triggersysteme angewiesen, um interessante Ereignisse herauszufiltern. Diese Arbeit dokumentiert zwei Echtzeit-Überwachungsprogramme für den zentralen Trigger des ATLAS-Experimentes sowie die Anpassung der Simulation des zentralen Triggers im Rahmen des Aufrüstungsprogramms für die zweite Datennahmephase am LHC. Darüber hinaus wird eine Suche nach Kandidaten für sogenannte Dunkle Materie präsentiert, deren Existenz durch zahlreiche kosmologische Beobachtungen nahegelegt wird. Die vorgestellte Suche nach generischen schwach wechselwirkenden, massiven Teilchen (weakly interacting massive particles, WIMPs) basiert auf den 20/fb an Proton-Proton-Kollisionen, die 2012 bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt{s}=8TeV vom ATLAS-Detektor aufgezeichnet wurden. Die betrachtete Signatur sind Ereignisse mit einem hochenergetischen Jet und hoher fehlender Transversalenergie. Es wird keine signifikante Abweichung von der Theorievorhersage beobachtet und Ausschlussgrenzen auf Parameter verschiedener Signalmodelle werden gesetzt und mit den Ergebnissen anderer Experimente verglichen. Schließlich werden die Ergebnisse einer Simulationsstudie zum Potential der Analyse bei sqrt{s}=14TeV vorgestellt.