2017 CMS实验：寻找高能下重粒子共振衰变的矢量玻色子-Higgs研究

本文探讨了在高能物理领域的一项重要研究，即通过CMS实验在大型强子对撞机（LHC）上寻找重共振粒子衰变的现象。这项工作发表在《物理快报B》(Physics Letters B)的768期，发表时间为2017年，开放存取(open access)。研究者们使用了2015年收集的数据，这些数据是在13 TeV的质心能量下的质子-质子碰撞事件，对应着大约2.2-2.5 femtobarns (fb-1)的综合光度。 研究的重点是寻找那些能够衰变为一个希格斯玻色子(Higgs boson)和一个矢量玻色子(vector boson)的重共振。具体来说，分析集中在矢量玻色子衰变为轻子最终状态（如Z玻色子衰变为两个中微子或W玻色子衰变为一个电子或muon和一个中微子，以及Z玻色子衰变为一对同种轻子）的通道。同时，希格斯玻色子则衰变为成对的定向(b-tagged)b夸克，这些b夸克被识别为单个高质心质量的喷流(jet)。 实验方法利用了喷射质量的要求作为区分信号和背景的关键手段，同时结合了专门设计的b-jet标记算法，以有效抑制标准模型内的背景噪声。经过严格的分析，观察到的事件数量与预期的背景相符，没有发现显著的重共振信号。 该研究在理论上基于具有重矢量三重态的模型，结果显示，在95%的置信水平下，质量低于2 TeV的这类共振已经被排除。此外，研究还通过对模型参数的约束，进一步扩展了先前类似搜索的边界，提高了对新物理现象探索的敏感性。 这项工作展示了现代高能物理学实验如何精细地测量粒子相互作用，并在探索未知的物理过程中，如希格斯玻色子和矢量玻色子的联合出现，设定了新的限制。这不仅验证了现有理论，也为未来在LHC或其他粒子加速器上的实验提供了有价值的数据和分析技术。