@phdthesis{Knochel2009,
  author    = {Knochel, Alexander Karl},
  title     = {Supersymmetry in a Sector of Higgsless Electroweak Symmetry Breaking},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-47899},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {Seit der Popularisierung durch Randall/Sundrum (RS) vor etwa 10 Jahren, und insbesondere in Verbindung mit der \$AdS/CFT\$-Korrespondenz, ist der Einsatz von gekr{\"u}mmten Raumzeithintergr{\"u}nden mit Extradimensionen (insb. des \$AdS_5\$) eine der fruchtbarsten neuen Ideen bei der Suche nach Modellen jenseits des Standardmodells (SM). Dieser Ansatz brachte nicht nur frische Einsichten in die Physik stark wechselwirkender Feldtheorien, die zuvor st{\"o}rungstheoretischen Methoden verschlossen waren, sondern schaffte auch einen faszinierenden neuen Zusammenhang zwischen ph{\"a}nomenologi-schen Modellen an der TeV-Skala und der Gravitation. Dies hat unter anderem auch das Interesse an Modellen der elektroschwachen Symmetriebrechung ohne physikalische Skalarfelder (Higgslose Modelle'') in diesem Kontext mit dem Ziel neu aufleben lassen, Alternativen zu dem im Standardmodell der Teilchenphysik enthaltenen Higgs-Mechanismus zu finden. Bei der Umsetzung dieser Ideen lag das Hauptaugenmerk meisst auf potentiellen neuen Betr{\"a}gen zu elektroschwachen Pr{\"a}zisionsobservablen. Gleichzeitig gibt es jedoch sehr starke astrophysikalische Indizien daf{\"u}r dass die Antwort auf die Frage nach dem Ursprung der beobachteten Dunkelmaterie in Teilchenmodellen jenseits des Standardmodells zu finden ist. Die Natur der elektroschwachen Symmetriebrechung und der Dunkelmaterie geh{\"o}ren zu den zentralen Fragen deren Beantwortung dank aktueller und anstehender Experimente z.B. an Beschleunigern wie dem Tevatron wie auch in naher Zukunft am LHC in greifbare N{\"a}he r{\"u}ckt. Diese Situation legt nahe dass neue Szenarien jenseits des Standardmodells beide Fragestellungen gleicherma\ss en thematisieren sollten. In der vorliegenden Arbeit untersuchen wir die ph{\"a}nomenologischen Implikationen einer Erweiterung Higgsloser Modelle in 5D um Supersymmetrie mit erhaltener R-Parit{\"a}t im elektroschwachen Symmetriebrechungssektor. Das Ziel war, eine m{\"o}glichst einfache Erweiterung zu finden, die ein realistisches leichtes Spektrum aufweist und gleichzeitig einen guten Kandidaten f{\"u}r kalte Dunkelmaterie enth{\"a}lt, ohne zu viele freie Parameter einzuf{\"u}hren. Um dies zu bewerkstelligen, bot sich der gleiche Mechanismus an, der bereits f{\"u}r die Brechung der Eichsymmetrien zum Einsatz kommt, n{\"a}mlich die Brechung durch Randbedingungen. W{\"a}hrend Supersymmetrie in 5D vier Superladungen beinhaltet und somit eng mit \$\mathcal{N}=2\$ Supersymmetrie in 4D verwandt ist, wird allein durch den RS-Hintergrund die H{\"a}lfte der Symmetrien gebrochen, so dass nach der Kaluza-Klein-Reduktion lediglich eine erhaltene Supersymmetrie verbleibt. Davon ausgehend war das einfachste gangbare Szenario, die Brechung der verbleibenden Generatoren effektiv durch Randbedingungen auf der UV-Brane der RS-Raumzeit zu beschreiben. Obwohl hierdurch Teile des leichten SUSY-Spektrums, insb. die Superpartner der Fermionen, ausprojeziert werden, verbleibt die reichhaltige Ph{\"a}nomenologie von vollst{\"a}ndigen \$\mathcal{N}=2\$-Multiplets im Kaluza-Klein-Sektor. Das leichte erweiterte Spektrum besteht aus den Superpartnern der elektroschwachen Eichbosonen, die Massen um \$\mathcal{O}(100\mbox{ GeV})\$ erhalten. Die Neutralinos als Masseneigenzust{\"a}nde des neutralen Bino-Wino-Sektors sind automatisch die leichtesten Supersymmetrischen Teilchen (LSP) und damit nat{\"u}rliche Kandidaten f{\"u}r kalte Dunkelmaterie. Ihre Reliktdichte kann ohne exzessive Feineinstellung von Parametern in Einklang mit Beobachtungen gebracht werden. Das Modell sagt somit eine leichte NLSP-Masse im Bereich \$m_{\chi^+}\approx 100\dots 110\$ GeV und einen LSP bei etwa \$m_\chi\approx 90\$ GeV voraus. Am LHC hat der nicht-supersymmetrische Teilcheninhalt des Modells weitestgehend die gleichen ph{\"a}nomenologischen Konsequenzen wie sie bereits von Studien Higgsloser Modelle bekannt sind. Wir haben uns daher auf die Produktion des LSP und NLSP am LHC als typische Signatur des erweiterten Modells konzentriert, und insbesondere Monte-Carlo-Simulationen mit \nameomega/\namewhizard~zur Beobachtung von fehlender transversaler Energie (\$\ptmiss\$) in Assoziation mit schweren Quarks durchgef{\"u}hrt. Wir diskutieren geeignete Schnitte auf Winkel, invariante Massen und Impulse, und erhalten Hadronische Produktionsquerschnitte von \$\sigma>100\mbox{ fb}\$ bei \$14\mbox{ TeV}\$, die charakteristische \$\ptmiss\$-Verteilungen im \$\chi\chi t\overline{t}\$ Endzustand aufweisen. Der Nachweis {\"u}ber die Produktion von \$b\$-Paaren erweist sich als schwieriger. Unsere Ergebnisse legen nahe dass die Entdeckung dieses Typs von Dunkelmaterie in Higgslosen Modellen am LHC {\"u}ber fehlende transversale Energie mit wenigen fb\$^{-1}\$ bei 14 TeV m{\"o}glich ist, insofern eine zuverl{\"a}ssige Identifikation schwerer Quarks gegeben ist.},
  subject      = {Supersymmetrie},
  language  = {en}
}