Zoektocht naar exotische langlevende deeltjes met de LHCb-detector
Pieter David, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift donderdag 7 juli 2016 aan de Vrije Universiteit Amsterdam.
Ondanks het succes van de standaardmodellen van de deeltjesfysica en de kosmologie, blijven een aantal vragen over de fundamentele structuur van de natuur en de geschiedenis van het universum onbeantwoord. Daarom is de zoektocht naar deeltjes en interacties die niet passen in het standaardmodel een van de belangrijkste taken van de huidige hoge-energiefysica-experimenten. De LHC, de krachtigste deeltjesversneller ooit gebouwd, speelt hierin een belangrijke rol, omdat in de hoogenergetische proton-protonbotsingen ook zware nieuwe deeltjes kunnen worden geproduceerd. Bovendien wordt een groot aantal botsingen geregistreerd, waardoor ook zeer zeldzame processen waarneembaar zijn.
In dit proefschrift wordt gezocht naar nieuwe deeltjes met een lange levensduur – voldoende om niet precies op dezelfde plaats als de botsing te vervallen, maar enkele centimeters verderop.
De LHCb detector is specifiek ontworpen om het verval van langlevende standaardmodeldeeltjes te bestuderen, en biedt dus unieke mogelijkheden voor dergelijk onderzoek. Er werd gezocht naar exotische deeltjesvervallen in alle botsingsgegeven uit 2011 and 2012, met verbeterde analysemethoden ten opzichte van eerdere analyses op kleinere datasets. De belangrijkste verbetering is een betere selectie-efficiëntie voor vervallen in het buitenste deel – verder dan 1 cm van de bundellijn – van de vertexdetector, die sporen van geladen deeltjes reconstrueert in de buurt van het botsingspunt. Dit heeft geleid tot een betere gevoeligheid voor deeltjes met een levensduur van enkele honderden picoseconden. Er werd evenwel geen bewijs gevonden voor het bestaan van langlevende exotische deeltjes.
Search for exotic long-lived particles with the LHCb detector (pdf)
De promotie vindt plaats op donderdag 7 juli, om 11.45 in de Aula van de Vrije Universiteit Amsterdam, De Boelelaan 1105, Amsterdam
Promotor: prof.dr. M.H.M. Merk
Copromotor: dr. W.D. Hulsbergen
Contact: Pieter David