Busca por dimensões extras no detector CMS do large hadron collider

Abstract

Apresentamos os resultados de uma busca por indícios experimentais de dimensões espaciais extras nas colisões próton-próton a uma energia de centro de massa de 7 TeV, fornecidas pelo acelerador Large Hadron Collider. Foram analisados os dados colhidos pelo experimento Compact Muon Solenoid durante o ano de 2011, totalizando uma luminosidade integrada de 4,7 fb−1. O modelo de dimensões extras torcidas de Randall-Sundrum foi utilizado como um padrão de referência para as assinaturas experimentais que poderiam ser observadas nos dados, na presença da dimensões extras. A reação estudada é pp → G∗→ ZZ→ qqνν, onde G∗ é a primeira ressonância do gráviton de Randall-Sundrum. As observações mostraram-se de acordo com as previsões do Modelo Padrão. Na ausência de sinais experimentais de dimensões extras, foram colocados limites nos parâmetros do modelo de Randall-Sundrum. Os limites superiores, com 95% de confiança, para a seção de choque de processos que aumentem a contagem de eventos no canal considerado estão na faixa [0,047 – 0,021] pb, para massas da ressonância na faixa de [1000 – 1500] GeV. Traduzindo esses valores para o espaço de parâmetros(MG,k/MPl), os limites superiores, com 95% de confiança no parâmetro de acoplamento k/MPl estão na faixa [0,11 – 0,29], para a mesma faixa de massas da ressonância G∗

We present the results of a search for experimental evidence of extra space dimensions in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV, furnished by the Large Hadron Collider accelerator. We analyzed the data taken by the Compact Muon Solenoid experiment during 2011, which total an integrated luminosity of 4.7 fb−1. The Randall-Sundrum warped extra dimensions model was used as a standard benchmark for the experimental signatures which could be observed in the data, in the presence of extra dimensions. The studied reaction is pp → G∗→ ZZ→ qqνν, where G∗ is the first Randall-Sundrum graviton resonance. The observations agree witht he Standard Model predictions. In the absence of experimental signals of extra dimensions, we put limits on the parameters of the Randall-Sundrum model. Upper limits, with 95% confidence, for the cross-section of processes which would raise the event yield in the channel considered are in the [0.047 – 0.021] pb range, for resonance masses in the [1000 – 1500] GeV range. Translating those values to the parameter space(MG,k/MPl), the 95% confidence upper limits on the coupling parametersk/MPl are in the [0.11 – 0.29] range, for the same mass range of the G∗ resonance