[論文レビュー] Electroweak and Flavor Dynamics at Hadron Colliders--I

E. Eichten, Kenneth Lane|ArXiv.org|Sep 9, 1996

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 3被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、ハドロン衝突加速器における陽子-陽子および陽子-反陽子衝突において、ウォークインカップリングを有する技術色模型と拡張技術色相互作用を含む、動的な電弱およびフラバー対称性の破れの痕跡を調査する。1 TeV未満のセンター・オブ・マスエネルギーで観測可能な主要なシグナルとして、技術レース励起状態および技術パイオンの生成と崩壊を予測する。

ABSTRACT

This is the first of two reports cataloging the principal signatures of electroweak and flavor dynamics at $\pbarp$ and $pp$ colliders. Here, we discuss some of the signatures of dynamical elecroweak and flavor symmetry breaking. The framework for dynamical symmetry breaking we assume is technicolor, with a walking coupling $α_{TC}$, and extended technicolor. The reactions discussed occur mainly at subprocess energies $\sqrt{\hat s} \simle 1 TeV$. They include production of color-singlet and octet technirhos and their decay into pairs of technipions, longitudinal weak bosons, or jets. Technipions, in turn, decay predominantly into heavy fermions. This report will appear in the Proceedings of the 1996 DPF/DPB Summer Study on New Directions for High Energy Physics (Snowmass 96).

研究の動機と目的

• ハドロン衝突実験における動的な電弱対称性の破れの観測可能な痕跡を特定すること。
• ウォークインカップリングおよび拡張技術色相互作用を有する技術色模型の現象論的性質を調査すること。
• ppおよびp̄p衝突における技術レース励起状態および技術パイオンの生成と崩壊チェーンをマッピングすること。
• 約1 TeVまでの衝突エネルギーにおけるこれらのシグナルの検出可能性を評価すること。
• 1996年スノーマス・ワークショップの文脈において、技術色およびフラバー力学を検証するための現象論的枠組みを提供すること。

提案手法

• 動的な電弱対称性の破れをモデル化するため、ウォークインカップリングα_TCを有する技術色フレームワークを採用する。
• フェルミオン質量およびフラバー混合を生成するため、拡張技術色（ETC）相互作用を組み込む。
• √ŝ ≤ 1 TeVの部分反応レベルの過程を分析し、色スカラーおよびオクテット技術レース励起状態に注目する。
• 技術レースの崩壊Br（Br）を、技術パイオン対、縦方向のW/Zボソン、およびジェットへの崩壊について計算する。
• ETC結合定数の強さに従って、技術パイオンの主要な崩壊モードが重フェルミオンへと進行することを予測する。
• 技術色セクターの低エネルギー力学をモデル化するため、有効場理論的手法を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 √ŝ ≤ 1 TeVのppおよびp̄p衝突において、技術レース励起状態の主な生成チャネルは何か？
• RQ2 技術レース励起状態はどのように崩壊するのか？技術パイオン、縦方向の弱いボソン、およびジェットへのBr（Br）は何か？
• RQ3 技術パイオンの崩壊シグナルは何か？また、それらはどのようにして重フェルミオンを含む観測可能な最終状態を生成するのか？
• RQ4 ETC相互作用は、技術色励起状態のフラバー構造および崩壊パターンにどのように影響を与えるか？
• RQ5 ハドロン衝突加速器において、技術色力学を標準模型から区別するための主要な実験的シグナルは何か？

主な発見

• 技術レース励起状態は、ハドロン衝突加速器で顕著な断面積を示し、主に技術パイオン対および縦方向のW/Zボソンへの崩壊モードを示す。
• 技術パイオンは主に重フェルミオンへと崩壊し、トップクォークに類似したクォークやその他の重い状態を含む高多重度最終状態という特徴的なシグナルを提供する。
• このモデルは、ジジェット、同符号ディレプトン、およびエネルギー欠損を伴う最終状態において観測可能なシグナルを予測しており、特に技術パイオンの崩壊において顕著である。
• ウォークイン技術色のシナリオはETC相互作用の強度を増幅させ、従来の技術色と比較して重フェルミオンへのBr（Br）がより大きくなる。
• 色オクテット技術レースの生成は、テバトロンおよびLHCのエネルギー範囲で観測可能であり、特徴的なジェットおよびベクトルボソン最終状態を示す。
• このフレームワークはヒッグス機構の妥当な代替案を提供し、ハドロン衝突加速器における1 TeVエネルギー領域で検証可能なシグナルを有する。