CMS实验在13 TeV质子-质子碰撞中搜索四个顶级夸克

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"在CMS实验中,通过分析2.6 fb^-1的13 TeV质子-质子碰撞数据,对包含四个顶级夸克(tt'tt)的事件进行了搜索。研究涉及单轻子(电子或μ子)+喷流和反对称双轻子(μ+μ-, μ±e∓, 或e+e-)+喷流通道。利用增强的决策树技术,综合全球事件和喷流特性信息,区分tt和tt'的产生。观测到的事件数量与背景和标准模型预测相符,从而在95%置信水平下对标准模型中tt'tt的生成截面设定了上限,上限值为94 fb,预期限制为118 fb。这比CMS之前发布的在相同符号双轻子通道中的搜索结果有所改进,其限制为69 fb(95%置信度,预期71 fb)。这些是对tt产量的最严格的限制至今。" 这篇物理论文发表在《Physics Letters B》上,探讨了在质子-质子碰撞中寻找四个顶级夸克的标准模型产生的过程。研究使用了CMS(紧凑型缪子螺线管)探测器在13 TeV能量下的数据,该数据集对应于2.6 fb^-1的综合光度。在搜索过程中,主要关注了两种事件类型:单轻子事件和反对称双轻子事件,这两种类型能提供关于顶级夸克生成的重要线索。 分析采用了先进的机器学习方法——增强的决策树,这种技术可以有效地结合事件的整体特征和喷流性质,以区分可能的tt'tt生成与其他背景事件。经过一系列的选择标准后,观测到的事件数量与理论预测和背景噪声相吻合,没有发现超出预期的信号。 通过对这些数据的分析,研究者在95%的置信水平下,对标准模型下tt'tt的生成截面设定了上限,上限值为94 femtobarns(fb),而预期的限制是118 fb。这个结果是对之前CMS实验在相同符号双轻子通道中搜索结果的改进,之前限制为69 fb(预期71 fb)。这表明对于tt'tt的生成,目前的实验限制已经显著收紧,为理解顶级夸克的物理特性及其相互作用提供了更精确的限制。 这项研究加深了我们对高能粒子碰撞中顶级夸克生成的理解,特别是在探索超出标准模型的新物理现象方面。通过更严格的限制,科学家们可以更加精确地测试现有的物理理论,并可能揭示潜在的新物理现象。