Büyük hadron çarpıştırıcısında üçüncü aile sfermiyonlarının üretimi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2012

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: SİNAN KUDAY

Danışman: ORHAN ÇAKIR

Özet:

CERN’de halen aktif olarak çalışmaya devam eden Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda, üçüncü aile sfermiyonlarının üretimi hem R-pariteyi koruduğu, hem de büyük Yukawa çiftlenimleri nedeniyle karışım etkilerine ve kütle farklılaşmalarına neden olduğu için önemlidir. LEP ve Tevatron’da yapılan araştırmalarda skaler üst kuark ve skaler alt kuark kütleleri için getirilen sınırlamalar ele alınan süpersimetrik senaryoya göre 90 – 200 GeV arasında değişebilmektedir. Bununla birlikte, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nın duyarlılık bölgesini TeV ölçeğine çıkarması beklenmektedir. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda yapılan güncel araştırmalar ışığında bazı test noktaları ve bu test noktalarında üçüncü aile sfermiyonlarının üretimleri incelenmiştir. Kütle merkezi enerjisi 7 (14) TeV ve 1(100) fb-1 ışınlık için parametre uzayında ulaşılabilir bölgeler ve süpersimetrinin dördüncü aile genişletimi de sunulmuştur. Dördüncü aile sleptonlarının R-parite bozan süreçler yoluyla rezonans üretimleri ele alınmıştır. Özel olarak, dördüncü aile sleptonu ’ün W bozonu ve nötrinoya bozunumunun, son durumda dördüncü aile nötrinosu Majorana yapısındaysa, eş işaretli dimuon ve dijet sinyali olarak gözlenebileceği ele alınmıştır. R-parite bozan süreçlerle üretilecek parçacıkların ve katsayılarına gelecek sınırlamalar 7 ve 14 TeV kütle merkezi enerjilerde elde edilmiştir.Abstract Production of third family sfermions is an important case at the Large Hadron Collider, which is actively running at CERN, due to both R-parity conservation and their Yukawa couplings leading to mixing effects and mass splitting. Searches at the LEP and the Tevatron put lower limits on the scalar top and scalar bottom quark masses in the range 90 – 200 GeV depending on supersymmetric scenarios. However, the LHC is expected to extend the range of sensitivity to TeV scale. Third family sfermion production at some benchmarks and their subsequent decays are studied at the LHC. We present an extension of supersmmetry into fourth family and analysis for the parameter space reachable at the LHC with center of mass energy of 7 (14) TeV and luminosity L = 1(100) fb-1. Specifically, the resonant production of the fourth family slepton via R-parity violating interactions of supersymmetry at the LHC has been investigated. We study the decay mode of into fourth family neutrino and W boson whose final state signal will be a like-sign dimuon and dijet if the fourth family neutrino has Majorana nature. We discuss the constraints on the R-parity violating couplings and of the fourth family charged slepton at the LHC with center of mass energies 7 and 14 TeV.