Searching for Dark Matter with the ATLAS Detector

این پایان نامه جستجوی ماده تاریک در LHC را در حالت نهایی تک جت به اضافه تکانه عرضی از دست رفته، با استفاده از مجموعه داده کامل ثبت شده در سال 2012 توسط آزمایش ATLAS توصیف می کند. این اولین بار است که تعداد جت ها به طور واضح به یک یا دو محدود نمی شود، بنابراین حساسیت به سیگنال های جدید افزایش می یابد. در عوض، تعادل بین پرانرژی ترین جت و تکانه عرضی از دست رفته مورد نیاز است، بنابراین حالت های نهایی مونو جت مانند انتخاب می شود. جستجوهای برخورددهنده برای ماده تاریک معمولاً از مدل‌های سیگنالی استفاده می‌کنند که از نظریه‌های میدان مؤثر (EFTs) استفاده می‌کنند، حتی زمانی که با نتایج آزمایش‌های تشخیص مستقیم و غیرمستقیم مقایسه می‌شوند، جایی که تفاوت در مقیاس انرژی بسیاری از این مقایسه‌ها را نامعتبر می‌کند. این پایان نامه اولین درمان قوی و جامع از اعتبار EFT ها در جستجوهای برخورددهنده را ارائه می دهد و ابزاری را ارائه می دهد که از طریق آن می توان طبقه بندی های مختلف آزمایشات ماده تاریک را بر اساس صحیح و منصفانه مقایسه کرد.

This thesis describes the search for Dark Matter at the LHC in the mono-jet plus missing transverse momentum final state, using the full dataset recorded in 2012 by the ATLAS Experiment. It is the first time that the number of jets is not explicitly restricted to one or two, thus increasing the sensitivity to new signals. Instead, a balance between the most energetic jet and the missing transverse momentum is required, thus selecting mono-jet-like final states. Collider searches for Dark Matter have typically used signal models employing effective field theories (EFTs), even when comparing to results from direct and indirect detection experiments, where the difference in energy scale renders many such comparisons invalid. The thesis features the first robust and comprehensive treatment of the validity of EFTs in collider searches, and provides a means by which the different classifications of Dark Matter experiments can be compared on a sound and fair basis.