13 TeV质子-质子碰撞中重共振到双希格斯或希格斯-W/Z的搜索

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"在13 TeV的质子-质子碰撞中寻找重共振衰变成两个希格斯玻色子或希格斯玻色子和W或Z玻色子" 这篇研究论文详细介绍了CMS(Compact Muon Solenoid)合作组进行的一项实验,目的是在13 TeV质心能量的质子-质子碰撞中探测可能存在的高能重共振现象。这些共振可能衰变成两个希格斯玻色子(HH)或者一个希格斯玻色子(H)和一个W或Z玻色子(V)。这种寻找重共振的实验对于理解基本粒子物理的潜在新现象至关重要,因为它可能揭示超出标准模型的新物理理论。 论文考虑的衰变通道包括HH→bbτ+τ− 和 VH→qqτ+τ−,其中H代表希格斯玻色子,V代表W或Z玻色子,τ是τ轻子,b是底夸克,q是轻夸克。这些衰变过程涉及到复杂的粒子相互作用,特别是希格斯玻色子的产生和衰变,以及W和Z玻色子的产生。通过对碰撞数据的分析,研究团队可以探索这些粒子间的关联,从而可能发现新的粒子或物理现象。 数据分析基于CMS合作组在13 TeV质心能量下收集的大量质子-质子碰撞数据,总集成光度为35.9 fb-1。为了从背景噪声中提取信号,研究者采用了先进的子结构技术,这种方法能够区分由矢量玻色子衰变到夸克、希格斯玻色子衰变到底部夸克以及由夸克或胶子诱导的喷注所产生的不同类型的粒子簇。此外,还应用了针对τ轻子对高度增强的事件的专门优化重建技术,以提高信号识别的敏感性。 尽管进行了详尽的分析,但最终观察到的数据与标准模型预测的结果相符,没有发现显著的超出预期的信号。这意味着在0.9到4 TeV的质量范围内,未观测到任何明显的新共振。这一结果虽然没有直接发现新的粒子,但对排除某些理论模型的假设起到了重要作用,同时为未来的高能物理实验提供了更明确的指导。 这项工作是在JHEP(Journal of High Energy Physics)上发表的开放获取文章,其发表流程包括2018年8月提交,2018年12月接受,最后于2019年1月发布。这项研究的严谨性和深度反映了高能物理领域的研究标准,对于理解宇宙的基本组成部分和力以及可能存在的新物理现象具有深远意义。