13 TeV质子-质子碰撞中搜索重共振与量子黑洞的轻子风味违规衰变

"在s = 13 $$ \sqrt{s} = 13 $$ TeV的质子-质子碰撞中搜索违反重共振和量子黑洞到eμ最终状态的轻子风味违规衰减" 这篇研究论文是CMS合作组织在2018年发表的，涉及在欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）上进行的质子-质子碰撞实验。实验数据是在能量为13TeV的条件下收集的，总积分为35.9 fb^-1的集成亮度。研究的主要目标是寻找可能违反标准模型预测的现象，特别是重共振衰变到电子-μ子（eμ）对的轻子风味违规过程。 研究人员专注于质量超过200 GeV的重共振粒子，因为这些粒子可能表现出超出标准模型的行为。通过对eμ质谱的详细分析，没有发现显著的超出标准模型的信号，因此，他们设置了95%置信水平下的上限，限制了这种违反轻子风味信号的横截面和分支分数乘积。 基于这些限制，研究者排除了一种特定类型的超对称模型，即R奇偶校验违反的模型，其中质量小于1.7TeV的τ中微子共振不能被观测到，前提是耦合参数λ132 = λ231 = λ311' = 0.01。此外，他们还排除了能引起轻子风味跃迁的重Z'玻色子，其质量上限为4.4 TeV。 论文还探讨了量子黑洞的可能影响，假设存在一到六个额外的空间维度。在这种情况下，量子黑洞的非共振产生可以解释eμ对的某些观测，由此设定了质量下限，范围在3.6到5.6 TeV之间。 这个分析的结果比之前的限制提高了大约1 TeV，代表了在对撞机上对这些现象的最敏感探测。这些限制不仅对理论模型提出了挑战，也为未来的高能物理实验提供了重要的参考。 这篇论文详细报告了在13TeV质子-质子碰撞中对违反重共振和量子黑洞产生的轻子风味违规衰变的搜索。通过未发现超出标准模型的信号，对多种理论模型进行了限制，包括超对称模型和包含额外维度的理论。这些研究结果有助于我们更深入地理解基本粒子的性质以及可能存在的新物理现象。