13 TeV下顶夸克超对称伴侣对产生搜索：含两个τ轻子的最终状态

本文探讨的是在一项针对顶夸克（top squark）的超对称粒子（stop）成对产生的高能物理研究，这项工作发生在2016年和2017年间，利用了欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）的质子-质子碰撞实验，其能量中心为13 TeV（万亿电子伏特）。研究的目标是寻找那些最终状态包含两个τ轻子（tau leptons，τ leptons），同时伴随着大量缺失的横向动量（missing transverse momentum）的事件。τ轻子是顶夸克可能的超对称伙伴——下角标为“ sleptons”的超粒子之一，它们在某些超弦理论和超对称模型中扮演着关键角色。 研究重点在于高度敏感于高电势β（tan β）或希格斯inos（higgsino-like scenarios）的场景，这类模型假设电弱作用的玻色子（如玻色激发子，gauge bosons）倾向于衰变为τ轻子。由于顶夸克的超对称伙伴可能通过类似的机制产生，因此这个最终状态对这些理论的检验至关重要。 基于77.2 fb^-1（飞秒 barn^-1，一种测量粒子碰撞率的单位）的综合数据集，实验团队进行了详细的分析，结果并未观察到明显的超出背景预期的事件。在简化模型的框架下，研究人员给出了95%置信水平下的排除限制，这意味着在顶排（stop，即stop squark）和最轻中性ino（lightest neutralino）的质量平面上，对于top squark的质量，已经排除了高达1100 GeV的可能性。这一结果对于验证和完善超对称理论模型以及理解标准模型之外的新物理现象具有重要意义，同时也反映了当前粒子物理学实验对未知领域的探索边界。