Resumen de Search for new phenomena in events with jets and missing transverse momentum at the high-energy lhc run-2 with the atlas experiment
El gran colisionador de hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) es el acelerador de partículas más potente del mundo. Acelera y colisiona protones a una energía en el centro de masas de 13 TeV. El descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 consolidó el Modelo Estándar (SM) de las partículas elementales como una teoría consistente y capaz de predecir con un nivel de precisión muy alto todos los fenómenos de la física de partículas de altas energías conocidos hasta la fecha.
Sin embargo, algunos detalles teóricos aún sin solución ensombrecen el éxito del SM. La falta de un candidato a materia oscura, la imposibilidad de predecir la asimetría entre materia y antimateria observada en el universo, y otras sutilezas que hacen que la masa del bosón de Higgs parezca muy sensible a la presencia de nueva física son algunas de las razones por las que el SM se considera una teoría incompleta.
La Supersimetría (SUSY) es una de las teorías más populares para la física más allá del SM, porque proporciona una respuesta elegante a algunos de los problemas del SM. Constituye una extensión del mismo donde se introducen nuevas partículas, y ha sido uno de los principales focos de la física de partículas experimental en las últimas décadas. Los experimentos en el LHC proporcionan una oportunidad única para buscar estas nuevas partículas y probar la existencia de SUSY en la frontera de altas energías.
Las búsquedas de los llamados squarks de tercera generación, stops y sbottoms, despiertan especial interés, y constituyen el tema principal de esta tesis. Para que una teoría de supersimetría se considere natural, las masas de estas partículas deberían ser del orden del TeV. Si esto es cierto, podrían producirse en pares las colisiones protón-protón de alta energía del LHC. Aunque las búsquedas durante Run-1 limitaron las masas de las partículas supersimétricas, los esfuerzos para descubrirlas continúan durante Run-2, con colisiones más energéticas, en los experimentos de ATLAS y CMS.
En esta tesis, se presenta la búsqueda de pares de stops con el detector ATLAS, en estados finales sin leptones, con múltiples jets y alto momento transversal faltante con los datos recogidos por ATLAS en 2015 y 2016 a una energía del centro de masas de 13 TeV. El análisis de los datos se basa en una compleja definición de regiones de control que permiten restringir las predicciones del fondo del Modelo Estándar a niveles sin precedentes. Técnicas de máxima verosimilitud se usaron para el ajuste, determinando así si los datos están de acuerdo con la hipótesis de sólo fondo de SM, o si hay una señal presente. Los resultados concuerdan con las predicciones del SM, y se establecieron límites al 95% de nivel de confianza en las masas de las partículas de SUSY que intervienen en el proceso.
