13 TeV质子-质子碰撞中希格斯玻色子LFV衰变的最新限制
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更新于2024-07-16
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本研究论文探讨了在13 TeV质子-质子碰撞中对希格斯玻色子(Higgs boson)向轻子(leptons)风味μτ和eτ衰变的潜在违反现象进行的搜寻。这是基于2016年使用CMS(Compact Muon Solenoid)粒子探测器在CERN的LHC(Large Hadron Collider)上收集的35.9 femtobarn-1(fb-1)综合亮度数据,对应的对撞能量为13 TeV。标准模型(Standard Model, SM)预测下,没有观察到超出预期的显著信号。
实验结果显示,对于希格斯玻色子的μτ和eτ风味违反衰变分支比(branching fractions)的95%置信水平上限,分别是B(H→μτ) < 0.25% (理论期望值为0.25%) 和 B(H→eτ) < 0.61% (理论期望值为0.37%)。这些观测限制对于推断对角μτ和eτ Yukawa耦合(Yukawa interactions, 描述基本粒子之间相互作用的强度)具有重要意义。具体来说,95%置信水平下,得到的限制是:
$$ \sqrt{|Y_{\mu\tau}|^2 + |Y_{\tau\mu}|^2} < 1.43 \times 10^{-3} $$
$$ \sqrt{|Y_{e\tau}|^2 + |Y_{\tau e}|^2} < 2.26 \times 10^{-3} $$
这表明即使存在轻微的轻子风味违反,其效应也必须非常微弱,远低于当前实验的测量能力。这些限制不仅验证了SM在希格斯玻色子衰变中的预言,也为可能的物理新效应或理论模型提供了严格的约束,比如在超对称(Supersymmetry)或额外维度(Extra Dimensions)等扩展理论中可能存在的非标准希格斯机制。这项工作体现了高能物理学实验对基础粒子物理理论的精确检验,进一步推动了对新物理的探索。
2020-03-27 上传
2020-03-31 上传
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2020-03-24 上传
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2020-04-09 上传
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