Rekonstruktion von Tau-Leptonen ermöglicht weltbeste Grenzen auf SUSY-Modelle

In diesen Wochen werden bei den Rencontres de Moriond, der bedeutendsten Winterkonferenz der Teilchenphysik, eine Vielzahl neuer Ergebnisse des ATLAS-Experiments präsentiert. Neben den Suchen nach dem Higgs-Boson stehen Suchen nach neuen Phänomenen jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik im Mittelpunkt, insbesondere der Suche nach Supersymmetrie (SUSY).

Noch keine SUSY in Sicht: Ausschlussgrenzen der Suchen nach Ereignissen mit einem (blau) bzw. zwei (rot) Tau-Leptonen und fehlender Transversalenergie in der (tan β,Λ)-Ebene, zweier wichtiger Parameter des GMSB-Modells

In vielen SUSY-Szenarien spielen die SUSY-Partner der Bottom- oder Top-Quarks und der Tau-Leptonen eine Schlüsselrolle. Deutsche Gruppen spielten insbesondere bei der schwierigen Rekonstruktion der -Leptonen eine führende Rolle und ermöglichen nun die Suche nach Supersymmetrie in einer Vielzahl von bisher noch nicht abgedeckten Prozessen.

Diese Suchen nach SUSY-Ereignissen mit Tau-Leptonen mit dem ATLAS-Experiment wurden zum ersten Mal in Moriond vorgestellt. Diese Suchen wurden unter führender Beteiligung mehrerer deutscher Gruppen (Universitäten Bonn, Freiburg, Hamburg und DESY) durchgeführt. Da τ-Leptonen schnell zerfallen, müssen sie anhand ihrer hadronischen Zerfallsprodukte (Pionen und Kaonen) rekonstruiert werden, was hohe Anforderungen an das Detektorverständnis und die Analysetechnik stellt. Wesentlich war dabei die hervorragende Präzision in den Spurdetektoren, bei deren Bau deutsche Gruppen eine bedeutende Rolle gespielt haben.

Die Suchen in den neuen Signaturen zeigen leider noch kein Überschuss über der Erwartung des Standardmodells. Mit den jetzt vorgestellten Suchen können aber, komplementär zu den schon etablierten, neue Parameterbereiche von verschiedenen SUSY-Modellen und -Szenarien ausgeschlossen werden. So wurden mit diesen Suchen neue weltbeste Grenzen auf die Parameter von Modellen mit sog. eichvermittelter SUSY-Brechung (Gauge-Mediated SUSY Breaking, GMSB) etabliert.

Felix Bührer

Dörthe Kennedy, Wolfgang Ehrenfeld

Michael Janus

Michael Mazur

Till Nattermann

Steffen Schaepe