ATLAS探测器在13 TeV质子-质子碰撞中搜索光子+射流事件中新现象

0 下载量 133 浏览量 更新于2024-07-16 收藏 1.29MB PDF 举报
"这篇论文是ATLAS合作组在2016年发表的关于使用ATLAS探测器在质子-质子碰撞中寻找新物理现象的研究成果。在13TeV的质心能量下,分析了3.2fb^-1的数据,主要关注的是衰变为光子+射流的高能共振的产生。研究中选取了具有高横向动量的孤立光子和射流事件,以探索可能的新粒子或现象。" 在大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)上,ATLAS探测器进行了详细的分析,没有在光子+射流的组合中观察到与标准模型预测背景显著不同的信号。这使得研究人员能够设置限制在95%置信水平下,对于不同类型的超出标准模型的现象。他们考虑了两种特定的模型:一是带有矢量耦合的激发夸克(excited quarks),这些夸克与标准模型粒子有类似矢量的相互作用;二是非热量子黑洞(non-thermal quantum black holes),这是在额外空间维度理论中的现象。 对于高斯形信号的共振,设置了可见截面的限制。如果假设的共振具有较小的宽度(高宽比为2%),则质量在1.5 TeV至5 TeV之间的最小排除可见截面从大约6 fb降低到约0.8 fb。另一方面,如果共振的宽度相对较大(高宽比为15%),则相同质量范围内的最小排除可见截面从50 fb降低到1.0 fb。 此外,针对Randall-Sundrum模型(一种包含额外空间维度的理论,如 Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali (ADD)模型),研究排除了质量低于4.4 TeV的激发夸克,以及质量低于3.8(6.2)TeV的非热量子黑洞,具体取决于额外维度的数量。 这项工作对高能物理领域具有重要意义,因为它提供了在更高能量尺度上对标准模型的验证,同时也限制了新物理现象的存在范围。通过未观察到的信号,科学家们可以进一步改进理论模型,或者为未来的实验设计提供指导,以期在更广泛的参数空间内发现可能的新粒子或现象。