Resa till den mörka sidan: Utforskning av mörka mesonsönderfall i okonventionella signaturer vid kolliderare med maskininlärning

Projekttitel: Resa till den mörka sidan: Utforskning av mörka mesonsönderfall i okonventionella signaturer vid kolliderare med maskininlärning
Huvudsökande: Rebeca Gonzalez Suarez, avdelningen för högenergifysik
Beviljade medel: 3 700 000 SEK för perioden 2024-2027

Detta projekt syftar till att använda avancerade maskininlärningstekniker för att söka efter mörka mesonpartiklar från en Higgs-portal-modell med ATLAS-detektorn under LHC Run-3. Förståelsen av mörk materia är en viktig fråga inom fysik som sammanbinder partikelfysik och astronomi. Trots decennier av sökande efter mörk materia-kandidater har ingen upptäckt gjorts hittills. Dolda sektorer, som består av nya, osynliga partiklar och krafter som interagerar nästan omärkligt med Standardmodellen (SM), blir alltmer populära som ett alternativ som skulle kunna ge svaret på mörk materia-mysteriet.

Mörka sektorer inkluderar vanligtvis en stabil partikel som skulle kunna vara en mörk materia-kandidat och mediatorpartiklar som kopplas till SM via en portal. Detta projekt kommer att utforska en Higgs-portal mörk sektor som inkluderar mörka mesoner. Dessa kan sönderfalla till ovanliga sluttillstånd som är experimentellt spännande men utmanande. Projektet kommer att utveckla avancerade djupa inlärningsmetoder för att hantera dessa komplicerade signaler, vilka kommer att bli en värdefull del av sökverktygen vid partikelacceleratorerna.

Sökningen kommer att utföras i LHC Run-3-data som registrerats av ATLAS-detektorn, och potentialen för liknande framtida sökningar vid High Luminosity LHC (HL-LHC) och möjliga Higgs-fabriker kommer att utvärderas. Detta projekt syftar till att främja den nuvarande tekniken för att söka efter mörk materia genom att utforska en oinskränkt fasrymd och utveckla nya maskininlärningsverktyg.