[論文レビュー] Search for Higgs, Leptoquarks, and Exotics at Tevatron

Song Ming Wang|ArXiv.org|May 26, 2004

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、√s = 1.96 TeVのプロトン-アンチプロトン衝突データ200 pb⁻¹を用いて、標準模型のヒッグス粒子、レプトクォーク、およびエキゾチック粒子に対する更新された探索を提示する。信号が観測されなかったものの、ヒッグス粒子の生成に対して95%信頼水準の厳密な制限が得られ、レプトクォークの質量は240 GeV以上、GMSB SUSYモデルではΛ > 78.8 TeVが得られ、ランナップ1の制限を著しく改善した。

ABSTRACT

This paper reviews some of the most recent results from the CDF and DZERO experiments on the searches for Standard Model and Non-Standard Model Higgs bosons, and other new phenomena at the Tevatron. Both experiments examine data from proton anti-proton collision at sqrt{s} = 1.96 TeV, of integrated luminosity ~200$ pb**-1 (per experiment), to search for Higgs predicted in the Standard Model and beyond Standard Model, supersymmetric particles in the Gauge Mediated Symmetry Breaking scenario, leptoquarks, and excited electrons. No signal was observed, and limits on the signatures and models are derived.

研究の動機と目的

• CDFデータ162 pb⁻¹を用いて、Wボソンと関連して生成される標準模型ヒッグス粒子（W±H → lνbb̄）の探索を行う。
• bクォークと関連して生成される中性ヒッグス粒子の、MSSMにおける大きなtanβの状況において、bb̄ペアへの崩壊を調べる。
• DOデータ191 pb⁻¹を用いて、フェルミオン非依存およびトップカラーモデルにおける二光子崩壊を示す非標準模型ヒッグス粒子の探索を行う。
• DOデータ131 pb⁻¹を用いて、スカラー・レプトクォーク対生成のbb̄最終状態における制限を設定する。
• モノ光子＋欠落横断運動量の署名を介したゲージ媒介超対称性（GMSB）の探索、およびe*e → eγ最終状態を介した励起電子の複合性の制限を行う。

提案手法

• CDFおよびDO実験は、√s = 1.96 TeVのプロトン-アンチプロトン衝突と、約200 pb⁻¹の統合流量を用いて、新しい物理のレアな署名を探索した。
• 信号選別には、分離したレプトン（e, μ）、ジェット（特にbタグ付き）、光子、大きな欠落横断運動量（E_T/）、およびインバリアント質量再構成が含まれた。
• QCDマルチジェット、トップクォーク対、Drell-Yan過程からのバックグラウンドは、コントロールサンプルとモンテカルロシミュレーションを用いて推定された。
• 信号領域は、横方向運動量、動真性（|η| < 1.1）、およびチャンネルに応じてE_T/ > 20–40 GeVのカットを用いて最適化された。
• 系統的不確実性は、光子の誤識別とbタグ効率が主な要因であり、95%信頼水準の制限はプロファイル尤度法を用いて設定された。
• GMSBモデルの理論的断面積は、一次近似で計算され、高次のQCD効果を補正するためのK要因を用いて補正された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 135 GeV未満のヒッグス粒子質量における、W±H生成断面積×分岐比の95%信頼水準の上限は何か？
• RQ2 MSSM中性ヒッグス粒子が高tanβでbb̄ペアに崩壊する場合、tanβ対m_Aパラメータ空間における除外領域は何か？
• RQ3 フェルミオン非依存およびトップカラーモデルにおけるヒッグス粒子の二光子崩壊に対する95%信頼水準の制限は何か？
• RQ4 最初期および第二世代のスカラー・レプトクォークのbb̄最終状態におけるレプトクォーク質量の下限は何か？
• RQ5 接触相互作用およびゲージ媒介相互作用モデルにおける複合性スケールΛおよび励起電子質量M_e*の95%信頼水準の制限は何か？

主な発見

• W±H → lνbb̄チャンネルでは信号が観測されなかった。ヒッグス質量の関数として、断面積×分岐比の95%信頼水準の上限が報告されたが、統計的制限のため質量の上限は設定されなかった。
• DO/実験は、131 pb⁻¹のデータに基づき、bb̄最終状態におけるスカラー・レプトクォークの質量が240 GeV未満であることを95%信頼水準で除外した。
• 第二世代のスカラー・レプトクォークに関して、DO/は104 pb⁻¹のデータを用いて95%信頼水準の質量上限M > 186 GeVを設定した。
• GMSB SUSY探索において、DO/は185 pb⁻¹のデータを用いて、95%信頼水準の下限Λ > 78.8 TeVを導出し、これに伴いM_χ̃⁰₁ > 105 GeVおよびM_χ̃±₁ > 191 GeVが得られた。
• CDFの独立したGMSB解析では、202 pb⁻¹のデータを用いて95%信頼水準の上限Λ > 68 TeVを設定し、M_χ̃⁰₁ > 93 GeVおよびM_χ̃±₁ > 168 GeVが得られた。
• 励起電子に関しては、接触相互作用モデルのM_e*/Λ 対 M_e* 平面およびゲージ媒介モデルのf/Λ 対 M_e* 平面における95%信頼水準の除外領域が導出されたが、eγインバリアント質量スペクトルに共鳴構造は観測されなかった。