[論文レビュー] Les Houches 2017: Physics at TeV Colliders New Physics Working Group Report

G. Brooijmans, Matthew J. Dolan+81 more|arXiv (Cornell University)|Mar 27, 2018

Distributed and Parallel Computing Systems参考文献 2被引用数 104

ひとこと要約

本報告はLHCの新しい物理探索戦略を概観し、2体共鳴、重ボソンのベクトル様クォークへの崩壊、長寿命粒子（LLP）、ヒッグス部門の探索、結果解釈のためのリキャスト手法に焦点を当てる。

ABSTRACT

We present the activities of the `New Physics' working group for the `Physics at TeV Colliders' workshop (Les Houches, France, 5--23 June, 2017). Our report includes new physics studies connected with the Higgs boson and its properties, direct search strategies, reinterpretation of the LHC results in the building of viable models and new computational tool developments.

研究の動機と目的

• TeV規模コライダーに関連する新物理シナリオの探索を動機づけ、整理する。
• ベクトル様クォークへの崩壊や非SM終状態を含む重い共鳴の生産・崩壊チャネルを分類する。
• LHCおよび将来のコライダーでBSM効果を探るためのヒッグス部門の拡張とEFTアプローチを評価する。
• データ解釈、リキャストの課題、およびNP研究のための計算ツール開発について議論する。

提案手法

• 重い共鳴を、そのSM量子数と生産機構（スカラーおよびベクトルの場合）で分類する。
• SMクォークとベクトル様クォークへの許容崩壊を特定し、結果となる最終状態を対応づける。
• ヒッグス物理および二ボソン過程におけるBSM効果へアクセスするためのEFTアプローチとSTXS戦略をレビューする。
• 非SM崩壊チャネルが共鳴探索の到達度とLHC結果の再解釈に与える影響を評価する。
• 公開ツール間のクロスチェックを含むリキャスト手法の要約と、分析詳細の報告に関する推奨事項をまとめる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 陽子-陽子衝突で単独生産可能な重い共鳴は何か、そしてそれらのSM量子数は生産と崩壊をどのように制約するか？
• RQ2 SMクォークとベクトル様クォークへの崩壊から生じる重い共鳴の最終状態のうち、現在LHC探索でカバーされているものと未カバーのものはどれか？
• RQ3 非SM崩壊チャネルは重い共鳴探索の感度と新状態の境界にどのように影響するか？
• RQ4 現在のリキャスティングツールと報告実践は、より広いNPシナリオでLHC結果を解釈するのにどの程度有効か？
• RQ5 現在および将来のコライダーにおけるBSM効果を最も広くカバーするEFT基底とヒッグス部門拡張は何か？

主な発見

• 2体共鳴探索の体系的分類は、いくつかの未カバーのチャネルを明らかにし、新たな解析を動機づける可能性がある（例：特定のレプトクォーク/超励起フェルミオン最終状態）。
• 重いボソンのベクトル様クォークへの崩壊は、探索戦略と共鳴境界の解釈を大きく変更しうる。
• NLO QCD効果は、ベクトル様クォークの単一生産率と運動量分布に有意な影響を及ぼし、信号識別に影響を与える。
• 長寿命粒子探索とfreeze-inダークマターシナリオは LLP寿命を宇宙論的残存量と結びつけ、寿命を重要な測定対象として浮かび上がらせる。
• リキャスティング研究は、詳細なオブジェクト再構築効率とカットフローがモデル間での信頼できる再解釈に不可欠であることを示しており、リキャスティングを支援する解析報告の推奨事項を含む。