LHC Run II后重力介导衰变的通用超维模型约束

"LHC Run II数据后具有重力介导衰减的通用超维模型" 在高能物理学领域，LHC（大型强子对撞机）的Run II实验提供了研究宇宙基本粒子和新物理现象的重要数据。这篇由Kirtiman Ghosh等人发表在《Physics Letters B》上的文章探讨了一种特定的理论框架——通用超维度（UED）模型，并考虑了在“胖子”实现中的重力介导衰变效应。UED模型是超弦理论和额外维度理论的一种拓展，它假设我们的四维宇宙是更高维度空间的一个膜（或“brane”），而标准模型粒子的高能激发态——Kaluza-Klein（KK）模式则存在于这些额外维度中。 在“胖子”UED模型中，标准模型粒子的KK激发态可以通过重力与其他KK粒子相互作用，这引入了独特的衰变模式。特别是，KK的奇偶性守恒导致了1级KK粒子（如KK夸克q1和/或KK胶子g1）的对称生产。这些粒子随后通过级联衰变转化为更轻的KK激发态，最终达到最轻的KK粒子（LKP），LKP可能是稳定的暗物质候选者。 文章关注的是LKP通过重力介导的衰变，这可能产生双光子、ZZ、Zγ信号以及对撞机探测器中缺失的横向能量。这种衰变模式可以被ATLAS等实验观测到，表现为双光子或多喷流事件伴随显著的横向能量丢失。在LHC Run II的数据分析中，ATLAS协作组在13TeV的质心能量和36.1 fb^-1的集成光度条件下，对这些信号进行了搜索，但没有发现超出标准模型预期的事件。 基于这些搜索结果，作者对“胖子”UED模型的关键参数进行了限制，特别是基本的普朗克质量和较小的额外维度半径R。普朗克质量MD是一个关键的理论参数，它关联了引力与其他基本力的强度，而R则决定了额外维度的大小。通过对LHC数据的分析，这些限制为UED模型提供了实验约束，进一步推动了对超出标准模型的新物理的理解。 这篇研究工作深入探索了UED模型在LHC Run II数据下的表现，特别是重力介导的衰变如何影响对撞机信号，并利用实验结果来限制模型参数。这一研究对于理解宇宙的基本构造、暗物质性质以及额外维度的存在可能性具有重要意义。