Stima della sensitività di ATLAS per particelle cariche, massive e a vita media lunga con 400 fb^-1 di collisioni pp

Il Modello Standard è una teoria che ha riscontrato innumerevoli successi, coronati dall’osservazione del "Bosone di Higgs" nel 2012 a LHC: pare però necessaria, a causa dell’esistenza di alcuni fenomeni osservati ma non spiegati da tale teoria, una sua estensione. Alcune teorie, tra le numerose formulate per tale scopo, predicono l’esistenza di particelle massive, a vita media lunga e cariche. L’analisi descritta in tale tesi ha lo scopo di stimare la sensitività della ricerca di tali particelle per i dati provenienti dal rilevatore ATLAS per una luminosità integrata di 400 fb^−1, considerando le misure di perdita di energia per ionizzazione e tempo di volo. Tale obiettivo è raggiunto calcolando il numero di eventi di segnale e di fondo attesi per varie selezioni sulle due variabili: per il fondo, si è partiti dai dati disponibili a 60 fb^−1 e si è attuata una procedura di integrazione bidimensionale, mentre come segnale sono stati scelti modelli di particelle supersimmetriche, gli stau, con diverse masse. Il risultato dell’analisi mostra, per ogni modello di segnale utilizzato, ottimi valori di significatività. Inoltre si può osservare che valori di significatività inferiori alla soglia di 2σ si possono raggiungere con masse degli stau superiori a 700 GeV. Il primo capitolo di tale tesi descrive la teoria del modello standard e introduce una sua possibile estensione, il secondo capitolo mostra la struttura del collisore LHC e del rilevatore ATLAS, mentre il terzo capitolo descrive l’analisi svolta e i suoi risultati.