CMS实验:13 TeV质子-质子碰撞中Zγ共振的搜寻

0 下载量 175 浏览量 更新于2024-07-16 收藏 1.22MB PDF 举报
"在13 $$ \sqrt {s} = 13 $$ TeV的质子-质子碰撞中,CMS合作组利用轻子和强子最终态搜索Zγ共振的实验方法。这一分析利用了2016年在大型强子对撞机(LHC)上收集的质心能量为13 TeV的碰撞数据,数据集对应于35.9 fb-1的综合光度。实验旨在探测可能衰变为Z玻色子和光子的共振体。在轻子通道中,通过电子或介子对来重建Z玻色子候选事件。而在强子通道中,采用了大半径射流的子结构分析和先进的b夸克标记技术来识别包含Z玻色子轻夸克或b夸克衰变产物的射流。结合这两个通道的结果,对0.35至4.0 TeV质量范围内的窄和宽自旋-0共振体进行了解释,给出了关于这种共振体生产截面乘以其至Zγ分支分数的最严格的限制。这项研究发表在JHEP09(2018)148期刊上,是开放访问的。" 这篇研究论文详细阐述了一种新的方法,用于在高能粒子碰撞中寻找Zγ共振。共振体的探测对于理解超出标准模型的新物理现象至关重要,因为它们可能预示着未知粒子的存在。在13 TeV的能量下进行质子-质子碰撞,可以提供足够的能量来创建可能的新型强相互作用粒子,这些粒子在衰变时可能会产生Zγ对。 论文中,研究人员首先在轻子通道中分析数据,利用电子或μ子对来识别Z玻色子。这个方法依赖于精确测量这些轻子的动量和能量,以重构Z玻色子的质量。然后,在强子通道中,研究人员利用射流子结构技术,特别是对大半径射流的分析,来识别可能包含Z玻色子衰变产物的喷注。这里,b夸克标记技术被用来进一步确认这些射流是否源于Z玻色子。 结合两个通道的数据,研究团队能够对不同质量范围内的自旋-0共振体设定上限,这包括窄共振(可能对应于单个新粒子的产生)和宽共振(可能表示更复杂的物理过程)。这些限制是对现有粒子物理理论的有力测试,有助于排除或确认超出标准模型的假设。 通过对35.9 fb-1的碰撞数据的深入分析,该研究提供了迄今为止对Zγ共振体最严格的限制。这样的限制对未来的粒子物理实验具有指导意义,可以指导实验设计和理论预测,以更好地探索可能存在的新物理现象。由于该研究是开放获取的,全球的研究人员都可以访问并利用这些结果进行进一步的理论和实验工作。