Resumen de Search for beyond Standard Model processes in the muon + missing transverse momentum final state with Run 2 data recorded by the CMS experiment
El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético jamás construido y, por lo tanto, uno de los lugares más prometedores para buscar nuevos procesos de física de partículas. Este trabajo se basa en el análisis de datos de colisiones protón– protón con una energía en el centro de masas de 13 TeV, recogidos con el detector CMS durante el 2016, 2017 y 2018 (el llamado Run 2) en el LHC, correspondiente a una luminosidad integrada de 137fb−1. Se ha escogido el estado final con un muón energético y aparente desequilibrio de momento transverso, ya que es un estado final general en el que varias nuevas señales hipotéticas podrían terminar, ofreciendo así muchas posibilidades e interpretaciones de los resultados experimentales. El contexto teórico y los escenarios más allá del ME considerados se presentan en el capítulo 1, mientras que la configuración experimental, el colisionador LHC y el experimento CMS se explican en el capítulo 2.
Los muones, y en particular los muones energéticos, dejan una señal muy clara en el detector, es relativamente fácil detectarlos y reconstruirlos, por lo que los estados finales que contienen muones se encuentran entre los mejores para realizar búsquedas inclusivas. En este trabajo la búsqueda se centra en nuevas partículas masivas, predichas en varios modelos teóricos más allá del ME. Se asume que estas nuevas partículas se descomponen en un muón y una partícula no detectada, lo que convierte a los muones de alto momento en uno de los ingredientes más importantes de este trabajo. El estudio detallado de los muones de alto momento se presenta en los capítulos 3 y 4.
La estrategia seguida en este trabajo consiste en buscar desviaciones en los datos con respecto a la predicción de los diferentes procesos del ME que contribuyen a la definición de la señal. La desviación puede aparecer como una resonancia en la masa reconstruida del muón y la energía faltante, si el colisionador proporciona suficiente energía para producirla directamente. O, en caso de que la nueva partícula esté por encima del límite cinemático, la desviación aún podría ser visible en la región de interferencia entre las masas de las partículas del ME y las nuevas partículas masivas. La estrategia del análisis y los resultados científicos junto con sus interpretaciones se presentan en los capítulos 5 y 6.
Entre los diferentes modelos que predicen la existencia de una resonancia explo- ramos los siguientes: un análogo pesado del bosón W del ME, el W’ como lo predice el Sequential Standard Model (SSM), un modelo que incluye dimensiones espaciales adicionales y bosones adicionales al ME, W(2) según lo predicho por el modelo Split KK Universal Extra Dimensions, o una nueva partícula supersimétrica según lo predicho por los modelos R–Parity Violation Supersymmetry.
