CMS实验在13TeV质子-质子碰撞中搜索重共振至τ轻子对

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"在s = 13 $$ \sqrt {s} = 13 $$ TeV的质子-质子碰撞中搜索衰落到tau轻子对的重共振" 这篇研究论文详细探讨了在质子-质子碰撞实验中,对高能重共振粒子衰变为τ轻子对的搜寻。实验在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上使用CMS(紧凑μ子线圈)探测器进行,数据集对应于2.2 fb -1的综合光度,即质子-质子碰撞的能量为13TeV。研究的目标是寻找可能超出标准模型预期的新型强相互作用粒子,这些粒子可能在高能量下产生并衰变成τ轻子对。 论文中提到的"Open Access"标签意味着这篇研究是公开可获取的,研究人员和公众无需付费即可阅读和使用其研究成果。文章发表在JHEP(Journal of High Energy Physics)的2017年2月刊,编号048,并由Springer出版。论文的接收、接受和发表时间分别为2016年11月20日、2017年1月25日和2017年2月9日。 在分析过程中,科研团队没有发现与标准模型预测显著不符的现象,这意味着观测到的数据与理论预测一致。不过,他们根据实验结果设置了95%置信水平的限制,这限制了可能存在的新型重共振粒子的性质。例如,对于顺序标准模型(Sequential Standard Model, SMS),研究排除了质量低于2.1 TeV的Z'玻色子存在,因为这样的Z'玻色子如果衰变为τ轻子对,其存在应该在实验中有所体现,但并未观察到。这个结果扩展了之前在这个最终态上的限制。 此外,对于一个特殊的理论框架——顶色辅助的彩色染料模型(Top Color-Assisted Technicolor Model, TC2),该模型预言Z'玻色子更倾向于与第三代费米子耦合。基于实验数据,质量低于1.7 TeV的Z'玻色子被排除,这是至今为止对这种模型给出的最严格的限制。 这项工作不仅对理解基本粒子物理提供了重要的限制,还为探索超出标准模型的新物理现象提供了宝贵的参考。通过不断的实验和数据分析,科学家们持续地测试着现有的理论模型,并寻找可能揭示宇宙新奥秘的线索。