[論文レビュー] Measuring Three Vector Boson Couplings in $qq o qqW$ at the SSC

U. Baur, D. Zeppenfeld|ArXiv.org|Sep 4, 1993

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 8

ひとこと要約

本稿では、超伝導超衝突加速器（SSC）における $qq \to qqW$ プロセスを用いて、非標準的 $WW\gamma$ および $WWZ$ 三重ゲージボソン結合を調べることを提案する。前向き／後向きのジェットと中心部の $W$ ボソン崩壊レプトンを選択することで、信号の感度が向上し、QCDおよびトップクォークのバックグラウンドが抑制され、$κ_V - 1$、$λ_V$、$g_1^Z$ の異常結合に対して $0.03\text{--}0.1$ の範囲の感度が得られる。

ABSTRACT

We investigate the electroweak process $qq o qqW$, {\it i.e.} $W$ production via $Wγ$ and $WZ$ fusion, as a probe for nonstandard $WWγ$ and $WWZ$ vertices at hadron supercolliders. Triggering on events with one very forward and one very backward jet while requiring the $W$ decay lepton to be central, strongly enhances the triple gauge boson vertex contribution and suppresses backgrounds from QCD $Wjj$ events and $t\bar tj$ production below the signal level. At the SSC, the process is sensitive to $WWV$, $V=γ\, ,Z$ couplings $κ_V -1$, $λ_V$, and $g_1^Z$ in the $0.03\dots 0.1$ range.

研究の動機と目的

• 高エネルギーハドロン衝突加速器における非標準的三重ゲージボソン結合（$WW\\gamma$、$WWZ$）の探査を目的とする。
• 支配的である QCD およびトップクォークのバックグラウンドに対して信号を顕著に高めるクリーンな実験的シグネチャーの特定を目的とする。
• SSC において、異常結合に対して $0.03\\text{--}0.1$ の範囲の感度を達成することを目的とする。
• $W\gamma$ および $WZ$ フュージョンを介した $W$ 生産が、電弱対称性の破れの精密なプローブとしての可能性を検証することを目的とする。

提案手法

• 三重ゲージボソン頂点の探査に、$W\gamma$ および $WZ$ フュージョンを介した $qq \to qqW$ プロセスを用いる。
• 運動量のカットを適用：融合メカニズムを特定するために、非常に前向きおよび非常に後向きのジェットを要請する。
• $W$ ボソン崩壊レプトンが中心部にあることを要請することで、QCD $Wjj$ および $t\bar{t}j$ バックグラウンドをさらに抑制する。
• モンテカルロシミュレーションおよびイベントジェネレータ（例：MAD/PH）を用いて、信号およびバックグラウンド過程をモデル化する。
• $WWV$ 頂点における異常結合 $κ_V - 1$、$λ_V$、$g_1^Z$ に対する感度を分析する。
• 標準模型 QCD プロセスに対して三重ゲージボソン頂点の寄与を強調するトリガ戦略を採用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SSC における $qq \to qqW$ プロセスは、高い感度で非標準的 $WW\gamma$ および $WWZ$ 結合を調べるために使用可能だろうか？
• RQ2 前向き／後向きジェットタギングと中心 $W$-レプトン選択の組み合わせは、QCD およびトップクォークバックグラウンドの抑制にどの程度効果的だろうか？
• RQ3 このシグネチャーを用いた場合、SSC における異常 $WWV$ 結合の感度到達範囲は何か？
• RQ4 QCD が誘導する $Wjj$ イベントと比較して、この最終状態における $W\gamma$ および $WZ$ フュージョンは信号にどの程度支配的だろうか？
• RQ5 このプロセスは、標準模型の三重ゲージボソン結合の精密なテストとして機能できるだろうか？

主な発見

• $W\gamma$ および $WZ$ フュージョンを介した $qq \to qqW$ 信号プロセスは、異常 $WW\gamma$ および $WWZ$ 結合に対して非常に感受性が強い。
• 前向きおよび後向きのジェットと中心部の $W$-レプトンの選択により、三重ゲージボソン頂点の寄与が顕著に増幅される。
• 運動量の選択により、QCD $Wjj$ および $t\bar{t}j$ バックグラウンドは信号レベルを下回るほど抑制される。
• 本手法により、SSC において $κ_V - 1$、$λ_V$、$g_1^Z$ の範囲で $0.03$ から $0.1$ の異常結合に対して感度が得られる。
• 本研究は、この最終状態が、標準模型を超える新しい物理現象の三重ゲージボソン結合に対するクリーンで強力なプローブであることを確認している。
• 結果はシミュレーションに基づくものであり、現在の加速器および超衝突加速器のワークショップの議事録に観測可能であると予想される。