Tid og sted for prøveforelesning
Bedømmelseskomité
- Professor Paula Anna-Maria Eerola, University of Helsinki, Finland
- Professor Peter H. Hansen, the Niels Bohr Institute, Danmark
- Professor Larissa Bravina, Universitetet i Oslo
Leder av disputas
Professor Jøran Moen, Universitetet i Oslo
Veileder
- Professor Farid Ould-Saada, Universitetet i Oslo
- Professor Alexander Lincoln Read, Universitetet i Oslo
Sammendrag
Verden virker konkret og umiddelbar. I virkeligheten er den styrt av det som foregår på det sub-atomiske nivå, skjult fra menneskets umiddelbare sanseapparat. Vi beskriver denne sub-atomiske verden med en teori vi kaller Standard modellen (SM). SM ble formet på 1970-tallet, og har vist seg å være en usedvanlig suksess. Trass i dette, forteller diverse eksperimenter at Universet består av 26.8% mørk materie, en type materie som ikke kan beskrives ved hjelp av SM. Supersymmetri (SUSY) er en utvidelse av SM, og kan derimot fortelle oss hva mørk materie er. Den forutsier nemlig et sett med hittil uoppdagede partikler; disse er supersymmetriske partnere av de kjente SM partiklene. En av disse hypotetiske partiklene kan være den mystiske mørke materien, men hittil har ingen blitt oppdaget. Kanskje er forklaringen at de er meget tunge? Da kreves store mengder energi for å skape de. Håpet er at LHC (Large Hadron Collider) akseleratoren, verdens hittil kraftigste partikkelakselerator, kan gjøre jobben.
Denne avhandlingen beskriver et søk etter SUSY partiklene. Dataene stammer fra ATLAS detektoren, et eksperiment tilknyttet LHC, ved CERN forskningssenter. De er samlet inn i 2011, fra proton-proton kollisjoner med en kollisjonsenergi på Ös=7 TeV, og datavolumet utgjør totalt 4.7 fb−1. Søket fokuserer på direkte produksjon av såkalte charginoer og neutralinoer: SUSY partnere av SM Z -og W- gauge bosoner og Higgs bosonet, i tillegg til sleptoner: SUSY partnere av SM leptoner. Søkekanalen brukt er slutt-tilstander med eksakt to signal-leptoner. Som en viktig del av dette arbeidet, har jeg jobbet med estimasjon av en bestemt type bakgrunnssignal, nemlig falske leptoner. Dette er leptoner som ligner på, men ikke er, signal-leptoner. Estimasjonen utføres ved hjelp av den såkalte Matrise Metoden. To fremgangsmåter følges; en delvis datadreven, og en fullt datadreven. Begge fremgangsmåtene gir gode, og kompatible resultater. Den fullt datadrevne metoden gir en noe bedre estimasjon av falske leptoner, spesielt ved lave energier.
Dataene avslører inget SUSY signal. Resultatet brukes derfor til å setter øvre grenser på signal-tverrsnittet, og energiene (massene) for ny fysikk, her i form av SUSY. Disse grensene utvider de tidligere grensene ved samme massesenterenergi.
Selv om SUSY fortsatt kun er en hypotetisk teori, er det håp: LHC starter opp igjen etter 2 år med oppgraderinger, og får en kollisjonsenergi på hele 13 TeV. Med høyere kollisjonsenergi øker sjansen for å oppdage tunge SUSY partikler.
Formidling av oppdagelsene ved LHC til det generelle publikum er en høyt prioritert oppgave. Jeg har vært med på å utvikle et undervisningsverktøy i rammen av IPPOG International Masterclasses, nemlig Z-sporet. Z-sporet gir elever direkte tilgang til oppdagelsene ved LHC. Elevene jobber som partikkelfysikere ved å utforske dataene, og selv avsløre nye partikler, som Higgs bosonet, eller SUSY, om den en dag oppdages.
For mer informasjon
Kontakt ekspedisjonskontoret:
e-post: ekspedisjon@fys.uio.no
Telefon: 22 85 64 28