8TeV质子对撞中搜索轻带电希格斯玻色子至c s衰变

"在s = 8 $$ \sqrt{s} = 8 $$ TeV的质子-质子(pp)碰撞中进行了一项针对轻电荷希格斯玻色子的搜索，这种玻色子可能源自顶夸克的衰变，并进一步衰变为一个魅力夸克和一个奇异的反夸克。CMS实验在LHC上使用19.7 fb^-1的积分光度的数据进行了分析。研究的过程是tt→W±b H∓b，其中W玻色子衰变为轻子（电子或介子）和中微子，最终状态包括一个孤立的轻子、至少四个喷注和大量的横向动量缺失。未发现与标准模型预测有显著偏差的结果，因此对分支比ℬt→H + b设定了模型独立的上限，该上限在90至160 GeV质量范围内的充电希格斯玻色子中从1.2%到6.5%不等，假设B(H+→c s)的分支比。" 这篇论文详细介绍了CMS合作组在8TeV质子-质子碰撞中寻找轻电荷希格斯玻色子的工作。希格斯玻色子是粒子物理学标准模型中的一个重要组成部分，它负责赋予其他基本粒子质量。在本研究中，特别关注的是一个可能衰变为魅力夸克和奇异反夸克的轻电荷希格斯玻色子，这与标准模型中已知的希格斯玻色子行为不同。 分析所用数据来自于LHC在8TeV能量下运行期间CMS实验收集的大量碰撞事件，总积分光度达到了19.7 fb^-1。这个高能量的环境为探索超出标准模型的新物理现象提供了理想的条件。 研究的特定过程是双顶夸克对（tt）生产，其中一个顶夸克衰变为带电的希格斯玻色子H+和底夸克b，而另一个顶夸克则产生W±玻色子，W玻色子随后衰变为一个轻子（电子或μ子）和一个中微子。由于W玻色子的中性子衰变，这个过程会产生大量的横向动量缺失。最后的检测态包括一个孤立的轻子，至少四个喷注（其中一个是来自H+衰变的c夸克的喷注），以及由于中微子逃逸产生的大量动量缺失。 通过对这些数据的详尽分析，没有观察到与标准模型预测存在显著偏差的信号，这意味着在给定的质量范围内，轻电荷希格斯玻色子的产生概率低于预期。因此，研究者对t夸克衰变为H+和b夸克的分支比设置了上限，这个上限在90 GeV至160 GeV的希格斯玻色子质量区间内，数值在1.2%至6.5%之间。这个结果是对标准模型的一个补充，同时也为探索新物理现象提供了限制。 这项工作展示了高能物理实验在探测新粒子和物理过程中的能力，尤其是那些可能与标准模型预测不符的现象。通过这样的研究，科学家们可以更好地理解宇宙的基本构成和力量，并可能揭示超出我们当前理论框架的未知领域。