轻夸克模型与对撞机研究：NLO QCD校正与搜索策略

"这篇论文详细介绍了Leptoquark工具箱，这是一个用于精密对撞机研究的资源，特别是在探讨和分析轻夸克（LQ）模型方面。作者假设了标准模型中的费米子内容以及重子和轻子数的守恒，并以通用FeynRules输出（UFO）格式实现了标量和矢量轻夸克模型。" 正文: 轻夸克模型是粒子物理学中的一种理论框架，它扩展了标准模型，通过引入能够同时与夸克和轻子相互作用的新粒子——轻夸克，来解释某些未被标准模型完全覆盖的现象。在这篇研究中，作者特别关注了标量和矢量轻夸克，这两种类型的LQ具有不同的物理特性，标量LQ是无自旋的，而矢量LQ则具有1的自旋。 标量LQ的实现考虑了次主导的下一阶量子色动力学（NLO QCD）校正，这在精确计算碰撞过程中的截面时至关重要。研究中报告了在质子-质子碰撞中，以13 TeV, 14 TeV 和 27 TeV 的能量产生所有壳上LQ对的NLO QCD包含截面，以及单个LQ与轻子产生的截面。这些计算涵盖了所有初始夸克风味，包括u，d，s，c和b。 此外，矢量LQ的实现允许调整非最小QCD耦合，这是为了适应不同可能的物理场景。作者讨论了强子对撞机上LQ搜索的各种方面，特别是SU（2）规范不变性、电弱相互作用以及风味约束如何影响可能的LQ特性。他们还强调了这些因素对于解释B介子衰变实验中的异常现象的重要性。 在解决B介子衰变异常问题的背景下，作者提出了高动量转移（高p T）的LQ搜索策略。他们指出，三种LQ相关过程——LQ对的产生（pp→ΦΦ）、单LQ与轻子的产生（pp→Φℓ）以及双轻子的产生（pp→ℓℓ）——在寻找LQ信号时具有互补性。这表明，通过结合这些过程的数据，科学家们可以更全面地理解LQ的行为和性质。 该研究发表在JHEP05(2018)126期刊上，是开放获取的，由Springer为SISSA出版，并于2018年5月21日发布。作者Ilja Dorˇsner和Admir Grelj对这一领域做出了重要贡献，他们的工作为粒子物理学家提供了深入理解LQ和进行更精确对撞机实验的有力工具。