LHC对罕见顶夸克衰变约束四费米子算子研究

"这篇研究论文探讨了如何利用大型强子对撞机(LHC)的数据来约束四费米子算子，这些算子可能在罕见的顶夸克衰变中起作用，尤其是那些导致非共振t→ℓ+ℓ-j和t→bb¯j的过程。通过对LHC现有的t→Zj搜索结果进行分析，研究者提出了一种改进的策略，用于预测高亮度LHC(HL-LHC)在未来测试这些算子的能力。文章中还考虑了所有可能引发此类接触相互作用的弱耦合紫外线(UV)完成模型，并将限制转化为具体完整模型的参数空间。研究表明，在TeV能量尺度以上，某些罕见顶夸克衰变产生的LHC界限可能比风味物理、电弱精确测量以及其他LHC搜索的界限更为严格。" 这篇公开访问的学术文章发表在JHEP04(2019)014期刊上，由Springer出版，于2019年4月2日发布。作者包括来自达勒姆大学粒子物理现象研究所的Mikael Chala、CAFPE和格拉纳达大学理论物理与宇宙学系的Jose Santiago以及Michael Spannowsky。他们研究的焦点在于新物理学如何通过罕见的顶夸克衰变表现出自己，特别是在那些味道改变的最终状态中。利用LHC的高顶夸克产生率，他们设法对四费米子算子施加限制，这些算子可能影响非共振的顶夸克衰变过程，例如t→Zj。 通过分析LHC对t→Zj的最新搜索的不同信号区域，研究人员不仅能够对四费米子算子做出贡献的t→ℓ+ℓ-j进行约束，而且还为HL-LHC提供了一个框架，以改进的分析策略来测试这些算子对t→bb¯j的影响。此外，他们详细列举了所有可能在树级产生这种接触相互作用的弱耦合紫外线完成模型，并将这些算子的限制转化为特定的完整理论模型参数空间的限制。 研究结果表明，对于某些模型，LHC通过罕见顶夸克衰变获得的界限在TeV以上的能量尺度上可能会超过传统方法如风味物理、电弱精确数据以及其他LHC搜索给出的界限。这表明，通过分析罕见的顶夸克衰变，我们可以更深入地探索超出标准模型的新物理现象，这对于理解宇宙的基本力和粒子性质至关重要。