ATLAS探测器分析8 TeV t通道单顶夸克产生中的Wtb顶点

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"这篇论文是ATLAS合作组发布的一篇开放获取文章,详细研究了在质子-质子碰撞中,通过t通道产生的单个顶夸克的三微分角衰减率,以此来分析Wtb顶点的性质。文章发表在JHEP12(2017)017上,由Springer出版,2017年7月19日收到,11月21日接受,12月4日正式发表。" 在高能物理领域,顶夸克是已知最重的基本粒子之一,它的产生和衰变过程能够揭示基本粒子相互作用的细节。t通道中的顶夸克电弱产生和衰变与Wtb顶点密切相关,这个顶点涉及W玻色子与顶夸克和b夸克之间的相互作用。Wtb顶点可以通过有效的拉格朗日量参数来描述,这些参数具有复数特性。 本文对t通道中的三微分衰减率进行了分析,这种方法允许同时确定五个广义螺旋度分数和相位,以及生成的顶夸克的极化状态。分析基于ATLAS探测器在大型强子对撞机(LHC)上收集的20.2 fb^{-1}的质子-质子碰撞数据,数据集的质心能量为8 TeV。 测量结果显示,包含横向极化的W玻色子的衰变分数(f_1)为0.30±0.05。此外,测得相对于左旋b夸克,横向和纵向极化的W玻色子反冲的振幅之间的相位(δ^-)为0.002π+ 0.017π+ 0.016π,未观察到违反CP对称性的迹象。同时,右旋b夸克伴随的纵向或横向W玻色子的分数也得到了限制。 基于这些测量结果,研究者对复数耦合参数Re[g_R / V_L]和Im[g_R / V_L]的比值设定了95%置信水平(CL)的限制,其范围分别为[-0.12,0.17]和[-0.07,0.06]。此外,还对|V_R / V_L|和|g_L / V_L|的比率进行了约束。单个顶夸克在t通道中的极化也被限制为P> 0.72(95% CL)。 这些测量结果均独立于其他参数或耦合值,提供了一种全面理解Wtb顶点特性的方法,对于深入理解标准模型以及可能的新物理现象具有重要意义。