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A Search for R-parity Violating Squark Production with the H1 Experiment at HERA

Herbst, Michael Clemens

German Title: Suche nach R-paritätsverletzender Squark Produktion mit dem H1-Experiment an HERA

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Abstract

A search for R-parity violating supersymmetry is performed in the complete HERA data set taken at a centre-of-mass energy of sqrt(s) = 319 GeV with the H1 detector. The integrated luminosity of the data sets corresponds to 255 pb-1 of positron-proton, and 183 pb-1 of electron-proton collision data. By introducing a lepton-quark-squark coupling lambda' the resonant production of single squarks is expected. several exclusive selection channels, based on the topologies of final states expected from direct squark decays, and squark decays via gauginos are defined. The selection channels are based on an electron or a neutrino in the final state, and may contain further jets and leptons. All of the selection channels show a good agreement with the background expectation from standard model processes. The results are interpreted in terms of exclusion limits, obtained for the minimal supersymmetric standard model, and for the minimal supergravity model, constraining the strength of the R-parity violating couplings lambda'_{1j1} and lambda'_{11k}, and the supersymmetric model parameters, under the single coupling dominance hypothesis. For an R-parity violating coupling strength comparable to the electromagnetic coupling strength, lambda'_{1j1} or lambda'_{11k} = sqrt(4 pi alpha_{em}) = 0.3, squark masses up to 275 GeV are excluded for up-type squarks, with down-type squarks further excluded up to 290 GeV, for all three squark generations j, k = 1, 2, 3 at the 95% confidence level.

Translation of abstract (German)

In dieser Arbeit wird eine Suche nach R-paritätsverletzender Supersymmetrie vorgestellt, welche die kompletten HERA Daten analysiert, die bei einer Schwerpunktsenergie von sqrt(s) = 319 GeV mit dem H1 Detektor aufgezeichnet wurden. Die Daten entsprechen einer integrierten Luminosität von 255 pb-1 in Positron-Proton- und 183 pb-1 in Elektron-Proton-Kollisionen. Einzelne Squarks können im untersuchten Modell resonant durch eine Lepton-Quark-Squark Kopplung lambda' erzeugt werden. Mehrere exklusive Kanäle werden untersucht, die auf den Topologien der erwarteten Endzustände der Squarkzerfälle basieren. Die untersuchten Zerfallsmoden der Squarks umfassen direkte Zerfälle, aber auch Zerfälle, die supersymmetrische Partnerteilchen der Eich-Bosonen enthalten und zu Kaskadenzerfällen führen. Die Selektionskanäle basieren entweder auf einem Elektron oder einem Neutrino im Endzustand, und können weitere Jets und Leptonen enthalten. Die selektierten Ereignisse werden mit Vorhersagen des Standard-Modells verglichen. Keine signifikanten Abweichungen von der Untergrunderwartung in den Selektionskanälen konnte festgestellt werden. Die Ergebnisse werden im Rahmen des Minimal-Supersymmetrischen-Standardmodells und des minimalen Supergravitations-Modells interpretiert. Ausschlussgrenzen für die R-paritätsverletzenden Kopplungen lambda'_{1j1} und lambda'_{11k}, sowie für supersymmetrische Modellparameter, werden bestimmt, unter der Annahme, dass nur eine der Kopplungen die Produktion und den Zerfall von Squarks dominiert. Für eine Stärke der R-paritätsverletzenden Kopplungen, die vergleichbar mit der elektromagnetischen Kopplungsstärke lambda'_{1j1} bzw. lambda'_{11k} = sqrt( 4 pi alpha_{em}) = 0.3 ist, können Squarkmassen von up-type Squarks bis zu 275 GeV und von down-type Squarks sogar bis zu 290 GeV für alle Squarkgenerationen j, k = 1, 2, 3 auf 95% Konfidenzniveau ausgeschlossen werden.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Schultz-Coulon, Prof. Dr. Hans-Christian
Date of thesis defense: 23. November 2011
Date Deposited: 07. Dec 2011 08:59
Date: 2011
Faculties / Institutes: The Faculty of Physics and Astronomy > Kirchhoff Institute for Physics
Subjects: 530 Physics
Controlled Keywords: Supersymmetrisches Teilchen, HERA <Teilchenbeschleuniger>, R-Parität, Elektron-Proton-Streuung, Squark
Uncontrolled Keywords: supersymmetry , susy , r-parity , rpv , r-parity violation , squarks , hera , ep physics
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