Supersymmetry and dark matter at the LHC

Author: 
Ryan David Stark
Date: 
Sep 2014

Thesis Type:

A search for supersymmetry in final states with at least one jet,
missing transverse energy, no $b$-jets and two or more soft leptons
is presented in this thesis. The 19.8~fb\textsuperscript{-1} of
data from proton-proton collisions were recorded by the CMS detector
at the LHC in 2012 at a center-of-mass energy of 8~TeV. It is assumed
that the lightest supersymmetric particle is the lightest neutralino
$\tilde{\chi}_{1}^{0}$ and that the mass difference between $\tilde{\chi}_{1}^{0}$
and $\tilde{\chi}_{2}^{0}$ is approximately 10~GeV, which results
in soft leptons in the final state. Furthermore, $\tilde{\chi}_{2}^{0}$
and $\tilde{\chi}_{1}^{\pm}$ are assumed to have the same mass. Due
to the assumption that R-parity is conserved, the final state of the
signal process in this analysis contains two lightest supersymmetric
particles which then leave the detector undetected, resulting in missing
transverse energy. Exclusion limits at the 95\% confidence level are
calculated.

In dieser Bachelorarbeit wird eine Suche nach Supersymmetrie in Endzust�nden
mit mindestens einem Jet, fehlender transversaler Energie, keinen
$b$-Jets und mindestens zwei Leptonen mit niedrigem transversalen
Impuls pr�sentiert. Die 19.8~fb\textsuperscript{-1} an Daten von
Proton-Proton Kollisionen wurden vom CMS Detektor am LHC im Jahr 2012
bei einer Schwerpunktsenergie von 8~TeV aufgenommen. Es wird angenommen,
dass das leichteste supersymmetrische Teilchen dem leichtesten Neutralino
$\tilde{\chi}_{1}^{0}$ entspricht und dass die Massendifferenz zwischen
$\tilde{\chi}_{1}^{0}$ und $\tilde{\chi}_{2}^{0}$ ungef�hr 10~GeV
betr�gt, was zu Leptonen mit niedrigem transversalen Impuls im Endzustand
f�hrt. Desweitern wird angenommen, dass $\tilde{\chi}_{2}^{0}$ und
$\tilde{\chi}_{1}^{\pm}$ die gleiche Masse haben. Bei R-Parit�tserhaltung
beinhaltet der Endzustand des Signalprozesses dieser Analyse zwei
leichteste supersymmetrische Teilchen, welche den Detektor dann unentdeckt
verlassen und somit fehlende transversale Energie verursachen. Ausschlussgrenzen
mit einer statistischen Sicherheit von 95\% werden berechnet.