KIP-Veröffentlichungen

Mit der Inbetriebnahme des LHC wurde eine neue Ära der Elementarteilchenphysik eingeleitet. Die Möglichkeit, Protonen mit einer bisher unerreichten Energie, kollidieren zu lassen, erlaubt es den Forschern am LHC, neue Ansätze zu Erweiterung des Standardmodells der Teilchenphysik zu überprüfen.

In der vorliegenden Arbeit wird eine modellunabhängige Suche nach neuen Phänomenen durchgeführt, und zwar in Endzuständen mit isolierten Jets ("Mono-jets") bei gleichzeitiger fehlender transversaler Energie.

Der Datensatz basiert auf einer integrierten Luminositäat von 4.7 fb aufgenommen im Jahre 2011 mit dem ATLAS Detektor in Proton-Proton Kollisionen bei einer Schwerpunktsenergie √s=7 TeV. In der Analyse wurden datenbasiert Methoden entwickelt, um den Beitrag der größten Untergründe aus der Produktion von W und Z Bosonen zusammen mit Jets zu bestimmen. Abweichungen vom Standardmodell konnten dabei nicht beobachtet werden. Unter Verwendung der "frequentist CL_s method" sind auf den sichtbaren Wirkungsquerschnitt obere Grenzen bei 95% und 90% CL bestimmt worden. Neue Phänomene mit sichtbaren Wirkungsquerschnitt von über 6.9 (5.5) fb können mit einen CL von 95% (90%) ausgeschlossen werden. Diese Grenzen werden in untere (obere) Grenzen für den Parameter M_D des "ADD extra dimensions" Modells umgesetzt. Die Existenz von Extra-Dimensionen wird für Werte des Parameters M_D unterhalb von 4.17 (2.51) TeV für Extra-Dimensionen von n=2 (6) ausgeschlossen, bei von der Theorie gegeben Wirkungsquerschnitten in führender Ordnung. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden auch hinsichtlich von Teilchen Kandidaten für "dunkle Materie" interpretiert.

With the commencement of the LHC, a new era in particle physics has begun. By colliding beams of protons at unprecedented energies, the LHC will provide the possibility to probe extensions to the Standard Model of particle physics.

In the following work, a model independent search for new phenomena is conducted in a mono-jet plus missing transverse energy final state. The dataset used corresponds to an integrated luminosity of 4.7 fb of proton-proton collisions at √s=7 TeV recorded by the ATLAS detector in the year 2011. Data-driven methods are developed to estimate the contribution of the largest backgrounds which comprise W/Z+jets production. No excess with respect to processes from the Standard Model is observable. Upper limits are set on the visible cross section at 95% and 90% CL using the frequentist CL_s method. New phenomena with a visible cross section bigger than 6.9 (5.5) fb can be excluded at 95% (90%) CL. These limits are translated to lower (upper) limits on the ADD extra dimensions model parameter M_D (R). Extra dimensions are excluded for M_D values below 4.17 (2.51) TeV for n=2 (6) extra dimensions at leading order cross sections of the theory. The results are also interpreted in terms of dark matter particle candidate, WIMPs pair production scenario.