Marco teórico
2. Marco teórico¶
El modelo estándar de física de partículas es una de las teorías más exitosas de la física moderna. Describe tres de las cuatro interacciones conocidas y clasifica los componentes más fundamentales de la materia. A pesar de su éxito, posee múltiples limitaciones, por lo que la búsqueda de física más allá del modelo estándar (BSM, por sus siglas en inglés) es uno de los ejes principales de investigación en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés).
El LHC[1] es el acelerador de partículas más grande y de mayor energía del mundo, siendo el experimento de colisionador principal en física de altas energías. Se encuentra ubicado en el laboratorio europeo de física de partículas CERN en la frontera Franco-Suiza, cerca de Geneva, Suiza. Consiste en un anillo de 27 kilómetros de circunferencia conformado por imanes superconductores con estructuras aceleradoras que aumentan la energía de las partículas a lo largo del camino, como se muestra en la figura Figura 2.1. Fue diseñado para acelerar protones o iones a altas energías y producir una alta tasa de colisiones. y es utilizado principalmente para probar predicciones teóricas en física de partículas, especialmente aquellas asociadas al modelo estándar.
En la primera sección de este capítulo resume algunos conceptos básicos del modelo estándar. Seguidamente, nos enfocamos en la cromodinámica cuántica y los aspectos que conducen a la formación de jets. Las limitaciones del modelo se resumen en la Sección 2.3, en conjunto con las teorías BSM que se han planteado para solucionar estos problemas. También se resumen algunos modelos BSM que plantean nuevas partículas que se podrían producir en colisiones pp y decaen a dos jets, la topología de estudio de este trabajo. Para comprender como se obtiene información de las colisiones en experimentos como el LHC, se describe brevemente un detector de propósito general en la Sección 2.4. Por último, para poder estudiar los eventos de jets, hace falta reconstruirlos, por lo que en la Sección 2.5 se describen los algoritmos utilizados para su reconstrucción y algunas de las variables que los caracterizan.
Figura 2.1 Diagrama del complejo acelerador CERN. La velocidad y energía de los haces de protones es aumentada antes de entrar al anillo del LHC por una serie de aceleradores: un acelerador linear (Linac), el Booster, el sincrotrón de protones (PS, por sus siglas en inglés), los aceleradores del super sincrotrón de protones (SPS, por sus siglas en inglés). En el anillo del LHC, los haces de protones se aceleran aún mas, y en direcciones opuestas, antes de colisionar dentro de los detectores de ALICE, CMS, LHCb y ATLAS[2].¶