Charged particle tracking applied to a search for dark matter in collider experiments - Böger, João Paulo de Souza (2022)
O seguinte projeto apresenta um estudo sobre a reconstrução de traços de partículas carregadas no detector de partículas CMS, localizado no LHC, e a viabilidade de detecção de partículas de matéria escura nesse. Nosso trabalho utiliza o modelo de Partículas Massivas de Interação Tênue (FIMPs), em que uma Partícula de Longa Vida (LLP), F, é predita e se acopla tenuemente a uma partícula carregada do Modelo Padrão (SM) e uma de Matéria Escura s: F −> s + SM. A partícula F decai no volume do CMS deixando uma assinatura de traço evanescente, isto é, o traço possui hits apenas das primeiras camadas do detector, dado que após F decair os produtos do decaimento não possuem energia suficiente, ou sequer interagem, com os elementos do detector. Um algoritmo de reconstrução de traços baseado na técnica de Kalman Filter Combinatório foi implementado em um detector simplificado, reconstruindo 40% dos traços de píons (pi ±) corretamente. Em seguida, uma análise de eventos contendo charginos (chi ±) como as partículas F do modelo de FIMP, gerados por simulações de Monte Carlo, foi realizada atingindo desempenho de 70% dos traços sendo reconstruídos apropriadamente, sugerindo que assinaturas de traços evanescentes podem ser detectadas no experimento CMS. Os resultados foram comparados e validados com uma análise da colaboração CMS.