[논문 리뷰] Les Houches 2017: Physics at TeV Colliders New Physics Working Group Report

G. Brooijmans, Matthew J. Dolan외 81명|arXiv (Cornell University)|2018. 03. 27.

Distributed and Parallel Computing Systems참고 문헌 2인용 수 104

한 줄 요약

보고서는 LHC의 새로운 물리학 탐색 전략을 조사하며 두 바디 공진, 벡터형 쿼크로의 무거운 보손 붕괴, LLPs, Higgs 섹터 탐색, 그리고 결과 재해석을 위한 재해석 도구에 초점을 둡니다.

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.

연구 동기 및 목표

• TeV 스케일 충돌기에 관련된 새로운 물리 시나리오의 탐색에 동기를 부여하고 이를 체계화한다.
• 벡터형 쿼크 및 비-SM 최종 상태로의 붕괴를 포함한 무거운 공진의 생성 및 붕괴 채널을 분류한다.
• LHC 및 향후 충돌기에서의 BSM 효과를 탐지하기 위한 Higgs 섹터 확장과 EFT 접근법을 평가한다.
• 데이터 해석, 재해석의 도전과제, NP 연구를 위한 계산 도구 개발에 대해 논의한다.

제안 방법

• 중요: SM 양자수 및 생성 메커니즘(스칼라 및 벡터 경우)에 따라 무거운 공진을 분류한다.
• SM 쿼크와 벡터형 쿼크로의 허용된 붕괴를 식별하고 결과 최종 상태를 도식화한다.
• Higgs 물리학 및 diboson 과정에서 BSM 효과에 접근하기 위한 EFT 접근법과 STXS 전략을 검토한다.
• 비-SM 붕괴 채널이 공진 탐색 범위와 LHC 결과의 재해석에 미치는 영향을 평가한다.
• 공개 도구 간 교차 검증을 포함한 재해석 방법론과 분석 상세 보고를 위한 권고사항을 요약한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 양성자-양성자 충돌에서 어떤 무거운 공진이 단일 생성될 수 있으며 이들의 SM 양자수가 생성 및 붕괴를 어떻게 제약하는가?
• RQ2 SM 쿼크와 벡터형 쿼크로의 붕괴에서 발생하는 무거운 공진의 최종 상태 중 현재 LHC 탐색으로 커버되는 것과 커버되지 않는 것은 무엇인가?
• RQ3 비-SM 붕괴 채널이 무거운 공진 탐색의 민감도와 새로운 상태에 대한 경계에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 현재의 재해석 도구와 보고 관행이 더 넓은 NP 시나리오에서 LHC 결과를 해석하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ5 현재 및 미래의 충돌기에서 BSM 효과에 대한 가장 강력한 범위를 제공하는 EFT 기저 및 Higgs 섹터 확장은 무엇인가?

주요 결과

• 두 바디 공진 탐색의 체계적 분류는 새로운 분석을 촉진할 수 있는 몇 가지 커버되지 않은 채널을 드러내며(예: 특정 레프토쿼크 및 들뜬 페르미온 최종 상태 등).
• 무거운 보손의 벡터형 쿼크으로의 붕괴는 탐색 전략과 공진 경계의 해석을 크게 바꿀 수 있다.
• NLO QCD 효과는 벡터형 쿼크의 단일생산률과 운동학 분포에 의미 있게 영향을 주어 신호 구분에 영향을 미친다.
• 롱-라이프드 입자 탐색과 freeze-in 다크 matter 시나리오는 LLP의 수명을 우주론적 잔류 밀도와 연결시키며 수명을 핵심 측정 대상으로 강조한다.
• 재해석 연구는 상세한 객체 재구성 효율성과 컷 흐름이 모델 간 신뢰할 수 있는 재해석에 필수적임을 보여주며, 재해석을 돕기 위한 분석 보고 권고를 제시한다.