13 TeV CMS探测器下，三代 scalar leptoquarks与 Heavy Right-Handed Neutrin...

本研究论文关注的是在高能物理领域的一项实验，即在13 TeV质子-质子碰撞中寻找第三世代的标量轻子夸克（scalar leptoquarks, LQ）和右-handed heavy neutrinos（right-handed heavy neutrinos, N_R）。在CMS（大型强子对撞机）探测器收集的12.9 fb^-1的13 TeV pp碰撞数据样本中，科学家们特别关注那些包含一个电子或μ子、一个强子衰变的τ轻子以及至少两个喷射粒子（jets）的事件。这些粒子是由假设中的新物理过程产生的，比如标准模型的左右对称性扩展所预测的重右手中微子和右手W玻色子（W_R）。 实验的主要目标是设定leptoquark对（LQ pairs）的生产横截面与它们衰变为τ轻子和b夸克的概率（β^2）的乘积的95%置信水平上限。研究发现观测到的事件数量与标准模型的预测相符，这意味着没有明显的新粒子信号。在特定假设下，如果β（leptoquark到τ轻子和b夸克的分支比）等于1，那么第三世代leptoquark的质量小于850 GeV的情况下，它们在95%的置信水平上被排除。 此外，该研究还探讨了与之相关的右手中微子和右手W玻色子，特别是当W_R衰变为τ轻子和N_R，而N_R随后衰变成τ轻子和额外的W_R时。根据假设，如果右手中微子的质量是右手W玻色子质量的一半，那么W_R玻色子的最大允许质量被限制在2 TeV以下，同样是在95%的置信水平上。这项工作对于扩展我们对基本粒子和相互作用的理解，以及验证或排除新物理模型提供了重要信息，它进一步扩展了之前对这类粒子搜索的边界。 这项研究利用了高能质子-质子碰撞的数据，不仅测试了现有的理论预测，还在寻找可能超出标准模型的新物理现象方面取得了进展。通过严谨的统计分析和实验观察，科学家们在限制潜在的新粒子参数空间方面取得了重要的成果。