- Typ
- Bachelorarbeit
- Gebiet
- Anderes Gebiet
- Autor
- Robert Beckmann
- Titel
- Untersuchung eines achtdimensionalen phänomenologischen Supersymmetrie-Modells für globale Fits
- Datum
- 2012-07
- Reportnummer
- —
- Kurzfassung
- Der aktuelle Stand der Teilchenphysik manifestiert sich im sogenannten Standardmodell (SM). Es handelt sich dabei um eine Quantenfeldtheorie, die die bisher bekannten Teilchen und deren Wechselwirkung untereinander beschreibt. Viele Vorhersagen dieser Theorie konnten an Teilchenbeschleunigern mit hoher Präzision bestätigt werden. Sie schließt jedoch weder Gravitation mit ein, noch lassen sich massenbehaftete Neutrinos oder die Existenz dunkler Materie erklären. Eine hypothetische Erweiterung des Standardmodells, das einige dieser Probleme lösen könnte, ist das Prinzip der Supersymmetrie (SUSY), in der auch das Hierarchieproblem der Entwicklung physikalischer Modelle in Energieskalen jenseits des Standardmodells nicht auftaucht. Diese in den 1970er Jahren entwickelte Theorie postuliert eine Symmetrie zwischen elementaren Bosonen und Fermionen. Ein Beispiel für eine bereits gut erforschte Symmetrie ist diejenige zwischen Materie und Antimaterie: Durch Ladungsumkehr wird jedes Teilchen in das entsprechende Antiteilchen mit sonst identischen Eigenschaften umgewandelt. Da nach bisherigem Kenntnisstand im Universum Materie gegenüber Antimaterie überwiegt, kann es sich um keine exakte Symmetrie handeln. Analog dazu gibt es in der Supersymmetrie zu jedem Teilchen halbzahligen Spins ein entsprechendes Teilchen ganzzahligen Spins und umgekehrt. Wäre Supersymmetrie exakt, hätten die postulierten Teilchen die gleiche Ruhemasse wie ihre Partnerteilchen und wären an heutigen Teilchenbeschleunigern bereits gefunden worden. Keines der bekannten Teilchen kommt jedoch als Partnerteilchen eines anderen in Frage. Falls Supersymmetrie in der Natur vorkommt, müssen diese sogenannten Superteilchen also eine höhere Masse besitzen. Eine erste Quantenfeldtheorie, die Supersymmetrie einschließt, wurde 1974 von JuliusWess und Bruno Zumino [13] entwickelt. Das Wess-Zumino-Modell ist stark vereinfacht und spiegelt die Physik des Standardmodells nicht wider. Das erste realistische supersymmetrische Modell ist das Minimal Supersymmetric Standard Model (MSSM) von Savas Dimopoulos und Howard Georgi aus dem Jahr 1981 [4]. Im MSSM wird eine minimale Anzahl neuer Teilchen eingeführt, dafür aber eine große Anzahl (105) neuer Parameter, die die Wechselwirkungen und Massen der neuen Teilchen bestimmen. Sie müssen, wie beim Standardmodell auch, experimentell gefunden werden. Bis heute wurde lediglich untersucht, welche Parameterbereiche aufgrund der bisherigen Messungen ausgeschlossen werden können. Dazu muss die Parameterzahl des MSSM durch Annahmen eingeschränkt werden. Ein vielfach untersuchtes Modell ist das CMSSM (Constrained Minimal Supersymmetric Standard Model), das nur fünf Parameter beinhaltet. Vor dem Hintergrund der aktuellen experimentellen Ergebnisse erscheint dieses Modell jedoch zunehmend unwahrscheinlich. Die vorliegende Arbeit befasst sich daher mit der Untersuchung eines Modells, in dem zwei der CMSSM-Parameter auf sechs aufgespalten werden.
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