Visualisation de l'événement de multiplicité de jets le plus élevé sélectionné dans une région de contrôle utilisée pour faire des prédictions de l'arrière-plan de la production multijet. Cet événement a été enregistré par ATLAS le 18 juillet 2018, et contient 19 jets, illustré par des cônes. Les blocs jaunes représentent l'énergie du calorimètre mesurée dans les clusters à suppression de bruit. Des jets reconstitués, 16 (10) ont des impulsions transversales supérieures à 50 GeV (80 GeV). Crédit :Collaboration ATLAS/CERN
Dans les nouveaux résultats présentés au CERN, la recherche de supersymétrie de l'expérience ATLAS (SUSY) a atteint de nouveaux niveaux de sensibilité. Les résultats examinent une extension SUSY populaire étudiée au Large Hadron Collider (LHC):le "Minimal Supersymmetric Standard Model" (MSSM), qui comprend le nombre minimum requis de nouvelles particules et interactions pour faire des prédictions aux énergies du LHC. Cependant, même ce modèle minimal introduit une grande quantité de nouveaux paramètres (masses et autres propriétés des nouvelles particules), dont les valeurs ne sont pas prédites par la théorie (paramètres libres).
Pour encadrer leur recherche, Les physiciens d'ATLAS recherchent des SUSY "naturels", ce qui suppose les diverses corrections de la masse de Higgs comparables en magnitude et leur somme proche de l'échelle électrofaible (v ~ 246 GeV). Sous ce paradigme, les partenaires supersymétriques des quarks de troisième génération (« top et bottom squarks ») et des gluons (« gluinos ») pourraient avoir des masses proches de l'échelle du TeV, et serait produit par l'interaction forte à des taux suffisamment élevés pour être observés au LHC.
Lors d'un récent séminaire du CERN sur le LHC, la Collaboration ATLAS a présenté de nouveaux résultats dans la recherche de SUSY naturel, y compris la recherche des meilleurs squarks et gluinos à l'aide de l'ensemble de données complet du LHC Run-2 collectées entre 2015 et 2018. Les nouveaux résultats explorent les découvertes précédentes, régions difficiles de l'espace libre des paramètres. Ceci est réalisé grâce à de nouvelles techniques d'analyse améliorant l'identification des particules de basse énergie (« douces ») et de haute énergie (« boostées ») à l'état final.
La recherche par ATLAS des top squarks a été effectuée en sélectionnant des collisions proton-proton contenant jusqu'à un électron ou un muon. Pour les masses de quark top inférieures à la masse de quark top de 173 GeV (voir Figure 1), les produits de désintégration résultants ont tendance à être mous et donc difficiles à identifier. Les physiciens ont développé de nouvelles techniques basées sur le suivi des particules chargées pour mieux identifier ces produits de désintégration, améliorant ainsi considérablement la sensibilité expérimentale. Pour des masses top-squark plus importantes, les produits de désintégration sont amplifiés, résultant en une haute énergie, produits de désintégration proches. Les physiciens ont amélioré la recherche dans ce régime en utilisant, entre autres techniques, des estimations plus précises de la signification statistique de l'impulsion transversale manquante dans un événement de collision.
Figure 1 :Représentation schématique des différentes topologies de désintégration du top-squark dans les scénarios présentés au séminaire d'aujourd'hui (voir lien en pied de page). La région où le top-squark est plus clair que le neutralino n'est pas autorisée dans les modèles considérés. Crédit :Collaboration ATLAS/CERN
La nouvelle recherche de gluinos se penche sur des événements contenant huit "jets" ou plus - des pulvérisations collimatées de hadrons - et une impulsion transversale manquante générée par la production de neutralinos stables dans les désintégrations du gluino, lequel, semblable aux neutrinos, ne sont pas directement détectés par ATLAS. Les physiciens ont utilisé de nouvelles techniques de reconstruction pour améliorer la résolution énergétique des jets et la quantité de mouvement transverse manquante, leur permettant de mieux séparer le signal putatif des processus d'arrière-plan. Ceux-ci tirent parti d'algorithmes de jet de « flux de particules » qui combinent les informations provenant à la fois du détecteur de poursuite et du système calorimétrique.
Figure 2 :Mise à jour des limites d'exclusion sur (à gauche) la production de gluino et (à droite) de top-squark, y compris les nouveaux résultats présentés par ATLAS lors du séminaire du CERN LHC aujourd'hui. Crédit :Collaboration ATLAS/CERN
Les physiciens d'ATLAS ont également optimisé leurs critères de sélection d'événements pour améliorer la contribution des signaux SUSY possibles par rapport aux processus d'arrière-plan du modèle standard. Aucun excès n'a été observé dans les données. Les résultats ont été utilisés pour dériver des limites d'exclusion sur des modèles simplifiés inspirés du MSSM en termes de gluino, masses top-squark et neutralino (voir Figure 2).
Les nouvelles analyses étendent considérablement la sensibilité des recherches et limitent davantage l'espace des paramètres disponibles pour le SUSY naturel. L'exclusion des squarks supérieurs lourds est étendue de 1 à 1,25 TeV. La recherche continue.
