AbstractsAstronomy & Space Science

Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Suche nach dem skalaren Top Quark (stop) und dem skalaren Bottom Quark (sbottom) innerhalb des Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) unter der Annahme der R-Paritätserhaltung. Suchen nach den folgenden Zerfallsmoden des Stop-Quark wurden durchgeführt: stop -> c neutralino_1, stop -> b l sneutrino (wobei l mit gleichen Wahrscheinlichkeiten entweder electron, muon oder tau-lepton ist) und stop -> b tau sneutrino (nur das Tau-Lepton wird berücksichtigt). Zusätzlich wurde der Dreikörperzerfall stop -> b W neutralino_1 im erlaubten Massenbereich M_stop > M_b + M_W + M_neutralino1 >= 86 GeV gesucht. Für das Sbottom-Quark wurde der Zerfall sbottom -> b neutralino_1 studiert. Jede dieser Zerfallsmoden wurde voneinander unabhängig unter der Annahme eines 100 %-igen Verzweigungsverhältnisses untersucht. Für diese Suche wurden Daten aus electron-positron-Kollisionen bei Schwerpunktsenergien im Bereich von 202-208 GeV benutzt. Die Daten wurden im Jahr 2000 von dem L3 Detektor am Large Electron Positron Collider (LEP) am CERN aufgenommen. Ferner wurden die Resultate der Datenanalyse aus dem Jahr 2000 mit Resultaten der Squark-Suche kombiniert, die die L3 Kollaboration in vorhergehenden Jahren bei Schwerpunktsenergien von 161 bis 202 GeV durchgeführt hat. Die untersuchten Squark Zerfallskanäle bestimmen die Topologie der für uns interessanten Ereignisse: 2 Jets (oder b-Jets) + fehlende Energie (+ 2 Leptonen für die Stop-Dreikörperzerfälle). Die stop -> b W neutralino_1 Zerfallstopologie hängt signifikant von den weiteren Zerfällen des W-Bosons ab und kann bis zu 6 Jets im Endzustand haben. Die Annahme der R-Paritätserhaltung impliziert die Stabilität des leichtesten supersymmetrischen Teilchens (des LSP), das das leichteste Neutralino ist. Das LSP wechselwirkt nur schwach und entweicht deswegen unentdeckt. Ein besonderes Merkmal der Signal-Ereignisse ist somit eine erhebliche Menge fehlender Energie. Die sichtbare Energie ist in etwa proportional zu der Massendifferenz zwischen dem Squark und dem LSP. Weil die Standardmodell-Untergrundzusammensetzung vom Anteil der sichtbaren Energie abhängt, hängt die Analyse auch vom Wert von der Massendifferenz ab. Abhängig von der Menge fehlender Energie kann der Standardmodell-Untergrund in drei Kategorien eingeteilt werden: - die zwei-Fermion-Prozesse sind e e -> e e, e e -> mu mu, e e -> tau tau und e e -> e e q q; - die vier-Fermion-Kategorie besteht aus e e -> W W, e e -> W e nu, e e -> Z Z und e e -> Z e e Prozessen; - die zwei-Photon-Untergrundprozesse sind e e -> e e e e, e e -> e e mu mu, e e -> e e tau tau und e e -> e e q q. Der letzte Prozess, e e -> e e q q, trägt den grössten Anteil zu den SM-Untergrundprozessen bei (wegen sehr hohem und stark schwankendem E_miss und dem grössten Wirkungsquerschnitt). Im ersten Schritt der Analyse wurden Events mit der gewünschten Topologie (2 Jets und hohes E_miss) vorselektiert. Die Selektion von Stop- und Sbottom-Ereignissen wurde…