[논문 리뷰] Open windows for a light axigluon explanation of the top forward-backward asymmetry

Moira I. Gresham, Jessie Shelton외 1명|arXiv (Cornell University)|2012. 12. 07.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 12

한 줄 요약

이 논문은 테바트론에서 관측된 톰 쿼크의 전방-후방 비대칭성에 대한 빛이고 넓은 축기글루온(m_G' ≤ 450 GeV)이 타당한 설명이 될 수 있음을 조사한다. 연구는 맛을 통합하는 모델과 톰 유형의 비통일 모델이 전체 질량 범위에서 테바트론, LHC 이제트, 전하 비대칭성 및 정밀 전자기적 약한 데이터와 일관됨을 보여주며, 내림 유형의 비통일 모델은 200 GeV 이상에서만 가능하며, LHC 전하 비대칭성이 가장 민감한 탐지 수 Mittel이다.

ABSTRACT

The top forward-backward asymmetry (tAFB) measured at the Tevatron remains one of the most puzzling outstanding collider anomalies. After two years of LHC running, however, few models for tAFB remain consistent with LHC data. In this paper we take a detailed look at the most promising surviving class of models, namely light (m_G' ~200 GeV in the down-type non-universal model. The LHC charge asymmetry remains the best avenue for excluding, or observing, these models.

연구 동기 및 목표

• 빛이며 넓은 축기글루온(m_G' ≤ 450 GeV)이 톰 쿼크의 전방-후방 비대칭성 이상 현상에 대한 해결책이 될 수 있는지 평가하기.
• 테바트론의 톰 쿼크 측정치, LHC 이제트 및 전하 비대칭성 데이터, LEP 정밀 전자기적 약한 관측치로부터의 제약 조건 평가하기.
• 맛을 통합하는, 내림 유형의 비통일, 톰 유형의 비통일의 세 가지 맛 구조를 분석하여 실험적 갈등을 최소화하기.
• 중간 질량 보존의 기여를 정밀 전자기적 약한 관측치에 계산하며, 무거운 페르미온과 스칼라의 영향 포함하기.
• 두 해 동안의 LHC 데이터 이후 남아 있는 축기글루온 모델의 타당한 매개변수 공간 결정하기.

제안 방법

• 무거운 벡터형 쿼크와 스칼라 파트너를 포함한 축기글루온 모델의 최소한의 UV 완성 구축하기.
• 피카르 파라미터화를 사용한 피카르 적분을 통해 고리 적분을 이용해 Z 보손 결합 기여 계산하고, 형상 인자 K_h 및 K_φ 유도하기.
• 무거운 페르미온과 스칼라로부터의 기여로 인한 Zqq 효과적 결합의 변화를 통해 정밀 전자기적 약한 제약 조건 평가하기.
• ATLAS 및 CMS의 이제트 탐색 결과를 적용하여 좁은 축기글루온 모델을 배제하기.
• 특히 ATLAS의 높은 중심값을 고려할 때 LHC 전하 비대칭성 측정치를 주요 판별 기준으로 사용하기.
• 세 가지 맛 구조 간의 비교 분석을 수행하여 모든 데이터와 일치하는 매개변수 공간 영역 식별하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 빛이며 넓은 축기글루온(m_G' ≤ 450 GeV)이 톰 쿼크의 전방-후방 비대칭성 문제를 설명하면서도 LHC 이제트 및 전하 비대칭성 제약 조건을 만족할 수 있는가?
• RQ2 UV 완성에서의 무거운 페르미온과 스칼라 파트너는 축기글루온 모델에서 정밀 전자기적 약한 관측치에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 맛을 통합하는, 내림 유형의 비통일, 또는 톰 유형의 비통일 중 어느 맛 구조가 실험적 제약 조건을 가장 잘 피하는가?
• RQ4 스칼라 기여는 정밀 전자기적 약한 관측치에서 무거운 페르미온 기여의 제약 조건을 어느 정도 완화시키는가?
• RQ5 LHC 전하 비대칭성 측정치는 축기글루온 모델과 표준모형을 구분하는 데 가장 민감한 탐지 수 Mittel인가?

주요 결과

• 맛을 통합하는 모델과 톰 유형의 비통일 모델은 전체 질량 범위 50 GeV ≤ m_G' ≤ 450 GeV에서 모든 데이터와 일관된다.
• 내림 유형의 비통일 모델은 LHC 전하 비대칭성의 더 강한 제약 조건으로 인해 m_G' ≥ 200 GeV에서만 타당하다.
• ATLAS 및 CMS의 짝지어진 이면 탐색 결과는 모든 좁은 축기글루온 모델을 배제하지만, 넓은 공명 상태는 허용한다.
• UV 완성에서의 무거운 페르미온은 정밀 전자기적 약한 관측치로부터의 제약 조건을 일관되게 증가시킨다.
• Z 결합에 대한 스칼라 기여는 페르미온 기여와 반대 부호를 가지며, 제약 조건을 부분적으로 완화시켜 조절 효과를 제공한다.
• LHC 전하 비대칭성 측정치는 여전히 가장 민감한 탐지 수 Mittel이며, ATLAS의 높은 중심값으로 인해 기대보다 제약 조건의 강도가 감소한다.