[論文レビュー] Electroweak and Flavor Dynamics at Hadron Colliders--II

E. Eichten, Kenneth Lane|ArXiv.org|Sep 9, 1996

Computational Physics and Python Applications被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、ハドロン衝突加速器における電弱およびフラーバー力学の理論的シグネチャーを提示し、トップカラーヘルプドテクニカラーおよびクォーク／レプトンの部分構造に焦点を当てている。高横断的エネルギーおよび不変質量を持つダイジェットおよびダイレプトン生成の増強を予測し、中心的で角度的および迅速度分布を示しており、テバトロンおよびLHCのようなTeVスケールの衝突加速器における、標準模型を超える新しい物理の検証可能なシグナルを提供する。

ABSTRACT

This is the second of two reports cataloging the principal signatures of electroweak and flavor dynamics at $\pbarp$ and $pp$ colliders. Here, we complete our overview of technicolor with a discussion of signatures specific to topcolor-assisted technicolor. We also review signatures of flavor dynamics associated with quark and lepton substructure. These occur in excess production rates for dijets and dileptons with high $E_T$ and high invariant mass. An important feature of these processes is that they exhibit fairly central angular and rapidity distributions. This report will appear in the Proceedings of the 1996 DPF/DPB Summer Study on New Directions for High Energy Physics (Snowmass 96).

研究の動機と目的

• ハドロン衝突加速器における電弱およびフラーバー力学における新しい物理の検出可能なシグネチャーを特定・分類すること。
• トップカラーヘルプドメカニズムを組み込むことで、テクニカラー模型の効果的記述を拡張すること。
• 特に高エネルギーのダイジェットおよびダイレプトン最終状態において生じるクォークおよびレプトンの部分構造に由来する実験的シグナルを調査すること。
• 1996年スノーマス・サマーステュディーにおける高エネルギー物理学の新方向に関する包括的概要を提供すること。
• テバトロンおよびLHCにおける実験的探索を支援するため、中心的迅速度および角度分布のような特徴的な運動量的特徴を予測すること。

提案手法

• 高$E_T$ダイジェットおよびダイレプトンの独自の生成メカニズムを導出するために、トップカラーヘルプドテクニカラー模型を分析する。
• TeVスケールでの複合性を仮定して、クォークおよびレプトンの部分構造をモデル化するための有効場理論的手法を適用する。
• 標準模型を超える新しい強い力学の文脈で、ダイジェットおよびダイレプトン最終状態の断面積を計算する。
• 最終状態粒子の角度的および迅速度分布を評価し、新しい物理の兆候を示す中心ピークに特に注目する。
• 衝突加速器の運動学およびローレンツ不変質量分布を用いて、新しい物理シグナルと標準模型のバックグラウンドを区別する。
• 予測結果を既存の実験的制約と比較し、テバトロンおよびLHCにおける最適な探索戦略を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハドロン衝突加速器におけるトップカラーヘルプドテクニカラーの主要なシグネチャーは、ダイジェットおよびダイレプトン最終状態でどのように現れるか？
• RQ2 クォークおよびレプトンの部分構造モデルは、高横断的エネルギーのダイジェットおよびダイレプトン生成においてどのように現れるか？
• RQ3 迅速度および角度分布のような運動量的特徴は、新しい物理シグナルと標準模型のバックグラウンドをどのように区別するか？
• RQ4 中心的迅速度および角度分布は、TeVスケールの衝突加速器における新しい強い力学の強力な指標として機能できるか？
• RQ5 電弱およびフラーバー力学が標準模型を超える新しい物理を検出するための、最も有望な実験的探索チャネルは何か？

主な発見

• トップカラーヘルプドテクニカラー模型は、トップクォーク質量スケール付近の不変質量を持つ高$E_T$ダイジェットおよびダイレプトンの生成が増強されることを予測している。
• これらの過程における最終状態粒子は、標準模型のバックグラウンドとは明確に異なる顕著な中心的迅速度および角度分布を示す。
• クォークおよびレプトンの複合性に起因するフラーバー力学は、高不変質量および高横断的エネルギーを持つダイジェットおよびダイレプトン最終状態に過剰な生成を引き起こす。
• 中心的運動量的特徴は、さまざまな新しい強い力学のモデルにわたって安定しており、実験的探索に最適な指標である。
• これらのシグナルは、テバトロンおよびLHCで検出可能であり、バックグラウンド以上に検出可能な断面積を有する可能性がある。
• 本研究は、実験的探索のためのロードマップを提供しており、$E_T$および不変質量カットに加え、角度的および迅速度解析の重要性を強調している。