p Em novos resultados apresentados no CERN, a busca de supersimetria do Experimento ATLAS (SUSY) atingiu novos níveis de sensibilidade. Os resultados examinam uma extensão SUSY popular estudada no Large Hadron Collider (LHC):o "Minimal Supersymmetric Standard Model" (MSSM), que inclui o número mínimo necessário de novas partículas e interações para fazer previsões nas energias do LHC. Contudo, mesmo este modelo mínimo introduz uma grande quantidade de novos parâmetros (massas e outras propriedades das novas partículas), cujos valores não são previstos pela teoria (parâmetros livres). p Para enquadrar sua pesquisa, Os físicos do ATLAS procuram por SUSY "natural", que assume as várias correções para a massa de Higgs comparável em magnitude e sua soma próxima à escala eletrofraca (v ~ 246 GeV). Sob este paradigma, os parceiros supersimétricos dos quarks de terceira geração ("squarks superior e inferior") e glúons ("gluinos") podem ter massas próximas da escala TeV, e seria produzido por meio da forte interação em taxas grandes o suficiente para serem observadas no LHC.

p Em um seminário recente do CERN LHC, a Colaboração ATLAS apresentou novos resultados na busca pelo SUSY natural, incluindo pesquisas para os melhores squarks e gluinos usando o conjunto de dados LHC Run-2 completo coletado entre 2015 e 2018. Os novos resultados exploram descobertos anteriormente, regiões desafiadoras do espaço de parâmetro livre. Isso é conseguido graças a novas técnicas de análise que melhoram a identificação de partículas de baixa energia ("soft") e de alta energia ("boosted") no estado final.

p A busca do ATLAS pelos quadrados superiores foi realizada selecionando colisões próton-próton contendo até um elétron ou múon. Para massas top-squark menores que a massa do top-quark de 173 GeV (ver Figura 1), os produtos de decomposição resultantes tendem a ser macios e, portanto, difíceis de identificar. Os físicos desenvolveram novas técnicas com base no rastreamento de partículas carregadas para melhor identificar esses produtos de decomposição, melhorando significativamente a sensibilidade experimental. Para massas maiores de top-squark, os produtos de decomposição são aumentados, resultando em alta energia, produtos de decomposição próximos. Os físicos melhoraram a pesquisa neste regime usando, entre outras técnicas, estimativas mais precisas da significância estatística do momento transversal ausente em um evento de colisão.

p A nova busca por gluinos olha para eventos contendo oito ou mais "jatos" - sprays colimados de hádrons - e falta de momentum transversal gerado pela produção de neutralinos estáveis ​​nos decaimentos de gluino, que, semelhantes aos neutrinos, não são detectados diretamente pelo ATLAS. Os físicos empregaram novas técnicas de reconstrução para melhorar a resolução de energia dos jatos e a falta de momento transversal, permitindo-lhes separar melhor o sinal putativo dos processos de segundo plano. Eles tiram vantagem dos algoritmos de jato de "fluxo de partículas" que combinam informações do detector de rastreamento e do sistema calorímetro.

p Os físicos do ATLAS também otimizaram seus critérios de seleção de eventos para aumentar a contribuição de possíveis sinais SUSY em comparação com os processos de background do Modelo Padrão. Nenhum excesso foi observado nos dados. Os resultados foram usados ​​para derivar limites de exclusão em modelos simplificados inspirados em MSSM em termos de gluino, massas top-squark e neutralino (ver Figura 2).

p As novas análises estendem significativamente a sensibilidade das pesquisas e restringem ainda mais o espaço de parâmetro disponível para o SUSY natural. A exclusão de quadrados superiores pesados ​​é estendida de 1 a 1,25 TeV. A busca continua.