13TeV质子-质子碰撞中单轻子多喷流事件的超对称性搜索：新限制

本文主要探讨了在高能物理领域的一项重要研究，即在13 TeV质子-质子（pp）碰撞数据中利用轻子（如电子或μ子）和缺失的横向动量之间的角度相关性来搜索超对称性（Supersymmetry, SUSY）信号。这项工作由CMS实验（Compact Muon Solenoid实验）在CERN进行，数据集采自2016年记录的35.9 fb^-1综合光度下，对应于s = 13 TeV的能量尺度。 实验的核心目标是通过对单电子或单μ子与多股强子束流（hadronic jets）的事件进行分析，排除标准模型（Standard Model, SM）的预测，寻找可能的SUSY粒子存在迹象。研究者们定义了一系列排他性搜索区域，这些区域根据事件中包含的jet数量、带b标签jet的数量、jet的总横截面动量（scalar sum of jet transverse momenta, \( \sum p_{T}^{jets} \)）、轻子的横截面动量（\( p_{T}^{lep} \)）以及缺失的横向动量（missing transverse momentum, \( \not{p}_{T} \)）进行划分。 在分析过程中，研究人员采用了一个关键策略：通过减小标准模型背景，特别是通过要求轻子方向与重构的W玻色子方向之间的大角度偏差，这个假设基于所有缺失的横向动量源于轻子衰变产生的中微子。标准模型的预测事件数量与实际观察相吻合，这为排除某些SUSY模型提供了依据。 论文还报告了在两个简化SUSY模型下的结果。首先，一个模型假设每个多态粒子（gluino）衰变为顶夸克-反顶夸克对和一个中性粒子，设定了不包括质量低于1.8 TeV的胶子的95%置信水平（confidence level, CL）限制。其次，另一个模型考虑了多体衰变，其中胶子衰变为轻夸克-反夸克对和chargedinos，后者进一步衰变为W玻色子和中性粒子，这一模型排除了质量小于1.9 TeV的胶子。 这项研究展示了在高能质子-质子碰撞实验中，利用特定的物理现象和数据分析技术来探索超对称性粒子存在的潜力，以及如何通过严格的统计方法和理论模型限制SUSY模型参数空间。这对于理解基本粒子物理学的潜在新物理现象，尤其是超对称性的证据积累具有重要意义。