8TeV质子-质子碰撞中中性色八元弱三重标量粒子搜索:首次实验限制

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在"JHEP09(2015)201"这篇论文中,研究团队利用了来自欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上CMS实验收集的数据,进行了一项针对中性色八元组弱三重标量粒子(Theta零号,Θ0)的搜寻。这些粒子是理论中的假设,属于八重态三重态的框架。质子-质子碰撞的能量达到了8 TeV,对应的数据集拥有19.7 femtobarn-1的积分光度。 研究关注的是Θ0的成对生产,其中每个粒子分别衰变为一对b夸克射流和一个Z玻色子加上一个射线。Z玻色子随后会进一步衰变为电子或μ子对。实验的目的是验证这种过程是否符合标准模型的预期,标准模型是物理学的基础理论,它在粒子物理学中扮演着核心角色。 通过对实验数据的分析,研究人员发现观测到的事件数量与标准模型的预测相吻合,这意味着在当前实验条件下没有找到Θ0粒子的显著信号。然而,他们进一步计算了在95%置信水平下,对Θ0粒子质量的横截面与分支比的乘积的上限,这是一个定量评估新粒子可能性的重要指标。 令人关注的是,研究者还设定了两种不同理论情形下的Θ0质量的95%置信下限,分别是623 GeV和426 GeV。这是首次在实验上对这类八重三重轴模型中的粒子质量设置明确的限制,对于这类理论模型的进一步发展具有重要意义。 这项工作不仅检验了现有理论的预言,也为探索未知的粒子物理领域提供了关键的实验约束,同时也在间接支持或排除可能的新物理现象。未来的研究将继续在更高的能量和更精细的测量中寻找这样的新粒子,以扩展我们对基本粒子和宇宙的理解。