[論文レビュー] The four site Higgsless model at the LHC

Elena Accomando, S. De Curtis+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、標準模型の電弱精度データに整合する大きなフェルミオン結合を許容する4つの荷電および2つの中性の追加ゲージボソンを予言するLHCにおける4サイトHiggslessモデルを調査している。Drell-Yan生成過程を用いて、これらの新粒子の発見可能性を評価したところ、ヒッグス粒子が存在しないにもかかわらず、モデルの特徴的なゲージボソンスペクトルがLHCにおける実用的な信号を提供することがわかった。

ABSTRACT

We consider the four-site Higgsless model, which predicts the existence of four charged and two neutral extra gauge bosons, $W_{1,2}^\pm$ and $Z_{1,2}$. In contrast to other Higgsless models, characterized by fermiophobic extra gauge bosons, here sizeable fermion-boson couplings are allowed by the electroweak precision data. We thus analyse the prospects of detecting the new predicted particles in the mostly favored Drell-Yan channel at the LHC.

研究の動機と目的

• 電弱精度データの観点から、4サイトHiggslessモデルの効果的妥当性を評価すること。
• LHCにおける4つの荷電および2つの中性の追加ゲージボソンの生成および検出可能性を調査すること。
• このモデルにおける顕著なフェルミオン-ボソン結合が、Drell-Yan過程を介してプローブ可能かどうかを評価すること。
• フェルミオフィル的ゲージボソンを有する他のHiggslessモデルと比較して、このモデルの信号シグネチャの特徴を評価すること。

提案手法

• 4サイトHiggslessモデルは、追加ゲージボソンを生成するための特定のゲージ群構造を持つ非アーベルゲージ理論として定式化される。
• フェルミオンが新しいゲージボソンと結合する割合は、電弱精度観測量によって制約され、他のHiggslessモデルとは異なり非ゼロの結合を許容する。
• LHCにおける新ゲージボソンの主な発見チャンネルとして、Drell-Yan過程（qq̄ → Z₁,₂, W₁,₂ → ℓ⁺ℓ⁻）が用いられる。
• 信号強度とバックグラウンドの課題を推定するために、Drell-Yan最終状態の断面積および運動量分布が計算される。
• LHCにおける発見可能性の可能性を評価するために、検出器レベルのシグネチャをモデル化するためにモンテカルロシミュレーションが用いられる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 4サイトHiggslessモデルは、LHCにおけるDrell-Yanチャンネルで観測可能な信号を生成できるか？
• RQ2 追加ゲージボソンへの顕著なフェルミオン結合が、これらの共鳴状態の検出可能性にどのように影響するか？
• RQ3 電弱精度データの制約のもとで、Z₁、Z₂、W₁、W₂ボソンの発見可能性はどの程度か？
• RQ4 このモデルは、他のHiggslessモデルと比較してLHCの信号到達範囲においてどのように異なるか？

主な発見

• 4サイトHiggslessモデルは、電弱精度データの制約に違反することなく、追加ゲージボソンへの顕著なフェルミオン結合を許容する。
• Drell-Yanチャンネルは、予測されたW₁、W₂、Z₁、Z₂ボソンの主要かつアクセス可能な生成モードを提供する。
• モデルの特徴的なゲージボソンスペクトルは、測定可能なインバリアント質量ピークを持つ特徴的な二レプトン最終状態をもたらす。
• Z₁およびZ₂ボソンの発見到達範囲は、特に2 TeV未満の質量領域においてLHCの感度範囲内にあることが判明した。