Search for heavy lepton partners of neutrinos in the context of type III seesaw mechanism in 2012 LHC CMS data

Questa tesi di fisica sperimentale delle alte energie tratta una ricerca dedicata al meccanismo dell'altalena con mediatori tripletti deboli di fermioni pesanti (tipo III). La ricerca e' basata sui processi dove i mediatori del modello ad altalena sono prodotti attraverso un bosone vettoriale carico e virtuale, e decadono in bosoni vettoriali reali e leptoni carichi standard. Gli stati finali considerati contengono esattamente tre leptoni carichi e standard, energia trasversa mancante, che rivela indirettamente la presenza di neutrini standard, e jets. La somma della carica elettrica dei tre leptoni considerata ha valore unitario, di ambo i segni. Il campione di dati analizzati e' stato raccolto dall'esperimento Compact Muon Solenoid (CMS) all'acceleratore Large Hadron Collider (LHC) del CERN, in Ginevra (Svizzera), nel corso del periodo di presa dati in collisioni protone-protone, relativo al 2012. Tale campione di dati consta di una luminosita' integrata pari a 19.7 /fb con energia disponibile nel centro di massa di 8 TeV. Gli algoritmi di trigger selezionati richiedono due leptoni carichi (dileptoni) con impulso trasverso sopra le soglie di 17 GeV e 8 GeV, rispettivamente. I contributi di fondo agli eventi di segnale provengono da processi del modello standard, principalmente dibosoni, conversioni asimmetriche di fotoni (Dalitz) e leptoni provenienti da vertici secondari (Fake). Dalitz e Fake sono stimati attraverso due metodi, che usano le informazioni provenienti dai dati. L'incertezza sistematica relativa al fondo e' dominante rispetto agli errori statistici. Il modello dell'altalena di tipo III e' studiato dettagliatamente nelle fasi di generazione. Il segnale e' modellato attraverso una tecnica di simulazione Monte Carlo per diversi valori di massa dei mediatori nell'intervallo tra 140 GeV e 340 GeV. Un possibile contributo di segnale nel campione di dati analizzati e' investigato con il metodo dell'esperimento taglia e conta. Non c'e' evidenza statistica di segnale rispetto al fondo previsto dal modello standard nei dati del 2012, cosi' si conclude che nessun indizio di nuova fisica da modello di seesaw tipo III e' presente. La sensitivita' dell'analisi e' stata calcolata nell'ipotesi di solo fondo. Sono presentati i limiti superiori sulle sezioni d'urto di produzione dei mediatori nel modello dell'altalena moltiplicati per il rappporto di decadimento nelle catene che portano stati finali con leptoni carichi. Poi, i limiti superiori sono tradotti in limite inferiore sul valore di massa dei mediatori: il limite osservato e' 240 GeV.