8 TeV pp碰撞中单轻子、多喷流和多个b喷流事件的超对称性搜索

"这篇论文是CMS合作组织发布的一份研究，详细介绍了在2012年使用大型强子对撞机(LHC)进行的pp碰撞实验中，对8TeV质心能量下的超对称性搜索。研究数据集涵盖19.3 fb^-1的综合光度，关注的是那些包含一个孤立轻子（电子或介子）、多个喷射流（至少有两个被识别为b喷射流）的事件。这些事件通常与强生成过程和新粒子级联衰变的超对称模型有关，最终状态可能有多个射流和因弱相互作用粒子引起的横向动量缺失。实验结果与标准模型预测一致，未发现明显的超对称信号。在简化超对称框架下，尤其是当胶合糖（gluino）衰变为顶夸克-反顶夸克对和最轻中性ino时，对胶合糖的质量进行了限制，排除了质量低于1.26 TeV的胶合糖，尤其是在通过虚拟顶部夸克进行衰变的情况下。" 这篇发表在《Physics Letters B》上的研究文章，主要关注了以下几个关键知识点： 1. **超对称性（Supersymmetry, SUSY）**：超对称理论是一种物理理论，它扩展了标准模型，提出每个已知的基本粒子都有一个“超对称伙伴”，这些伙伴粒子尚未被观测到。这项实验是为了寻找这些超对称伙伴的证据。 2. **pp碰撞**：质子-质子碰撞是LHC中常见的实验类型，通过高能碰撞可以产生各种新粒子，包括可能的超对称粒子。 3. **8TeV质心能量**：这是LHC在2012年运行期间的碰撞能量，足够高以探索新物理现象，如超对称粒子的产生。 4. **孤立轻子**：实验中挑选出的事件特征包括一个孤立的轻子，这可能是电子或μ子，它们的存在可能是超对称粒子衰变的标志。 5. **b喷射流**：b夸克在衰变过程中产生的喷射流，其存在增加了寻找超对称粒子线索的可能性，因为某些超对称模型预言了b夸克的增强产生。 6. **胶合糖（Gluino）**：胶合糖是超对称理论中与胶子相对应的超对称伙伴，是色荷最强的超对称粒子，可能通过强相互作用大量产生并衰变。 7. **级联衰变**：在超对称模型中，重的超对称粒子可能通过一系列衰变链最终转化为标准模型粒子和最轻的中性ino，这个过程被称为级联衰变。 8. **横向动量缺失**：由于某些超对称粒子可能衰变为暗物质候选者，不与探测器直接互动，导致总横向动量的不平衡，这是超对称信号的特征。 9. **简化模型**：在分析结果时，研究人员采用了一种简化模型，将胶合糖假设为一对产生，并衰变成顶夸克-反顶夸克对和最轻中性ino，以限制胶合糖的质量范围。 10. **实验结果**：尽管进行了详尽的搜索，但所观察到的事件发生率与标准模型的预期相符，没有发现显著的超对称信号。这意味着在特定的参数空间内，排除了部分超对称模型的可能性。 这篇研究是对超对称性的一种实验检验，旨在通过LHC的数据来寻找超出标准模型的新物理现象，虽然没有直接发现超对称粒子，但为未来的研究提供了重要的限制条件和指导。