[论文解读] Impact of dimension-eight SMEFT operators in the EWPO and Triple Gauge Couplings analysis in Universal SMEFT

Tyler Corbett, Jay Desai+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 6, 2023

Advanced MRI Techniques and ApplicationsMedicine被引用 3

一句话总结

该论文在假设普遍、C和P守恒的新物理条件下，对通用SMEFT中至八维算符的电弱精确可观测量（EWPO）和二规范玻色子产生进行了全面分析。结果表明，LHC数据可独立约束贡献于三规范玻色子耦合的六维和八维算符的威尔逊系数，并发现在此框架下，八维算符对三规范玻色子耦合的影响可忽略不计。

ABSTRACT

We perform a complete study of the electroweak precision observables and electroweak gauge boson pair production in terms of the SMEFT up to ${\cal O}(1/Λ^4)$ under the assumption of universal, C and P conserving new physics. We show that the analysis of data from those two sectors allows us to obtain closed constraints in the relevant parameter space in this scenario. In particular we find that the Large Hadron Collider data can independently constrain the Wilson coefficients of the dimension-six and -eight operators directly contributing to the triple gauge boson vertices. Our results show that the impact of dimension-eight operators in the study of triple gauge couplings is small.

研究动机与目标

• 在通用SMEFT中对电弱精确可观测量（EWPO）和电弱二规范玻色子（EWDB）产生进行完整分析，直至$\mathcal{O}(1/\Lambda^4)$。
• 在假设普遍、C和P守恒新物理的条件下，利用LHC数据约束六维和八维算符的威尔逊系数。
• 评估八维算符在当前实验约束下对三规范玻色子耦合（TGC）测量的影响。
• 证明顺序分析的可行性：首先通过EWPO约束系数的有效组合，然后将这些约束应用于二规范玻色子过程。
• 利用来自EWPO和EWDB两个通道的数据，完全闭合相关威尔逊系数的参数空间。

提出的方法

• 在通用SMEFT框架中使用Hagiwara-Ishihara-Szalapski-Zeppenfeld（HISZ）基对六维算符进行处理。
• 通过场重新定义消除费米子型算符，仅保留满足C和P守恒的玻色子型算符。
• 推导出三规范玻色子耦合（$\gamma W^+W^-$，$Z W^+W^-$）在$\mathcal{O}(1/\Lambda^4)$下的解析表达式，包含八维算符的贡献。
• 将TGC表示为威尔逊系数（如$f_W$、$f_{B\tilde{f}}$、$\tilde{f}_{BW}$、$\tilde{f}_{\Phi,1}$、$f^{(1)}_{W\Phi^4D^2}$等）的形式。
• 利用LHC在EWPO和二规范玻色子产生上的数据进行全局拟合，以约束有效耦合及其$\Lambda$相关的修正。
• 采用顺序分析策略：首先从EWPO中约束四个有效系数组合，然后将这些约束应用于二规范玻色子分析以减少自由参数数量。

Figure 1: One- and two-dimensional projections of $\Delta\tilde{\chi}^{2}_{\rm EWPO}$ for the coefficients $\tilde{f}_{BW}\hat{v}^{2}/\Lambda^{2}$ , $\tilde{f}_{\Phi,1}\hat{v}^{2}/\Lambda^{2}$ , $\delta G_{F}/\hat{G}_{F}$ , and $f^{(3)}_{W^{2}\Phi^{4}}\hat{v}^{4}/\Lambda^{4}$ , as indicated in each

实验结果

研究问题

• RQ1 LHC数据在多大程度上可以约束通用SMEFT中六维和八维算符的威尔逊系数？
• RQ2 在通用SMEFT框架下，八维算符对三规范玻色子耦合（$\gamma W^+W^-$，$Z W^+W^-$）的贡献有多大？
• RQ3 二规范玻色子产生数据的分析能否独立约束与EWPO相同的威尔逊系数？其约束结果如何比较？
• RQ4 来自八维算符的$\mathcal{O}(1/\Lambda^4)$修正——特别是对三规范玻色子耦合确定的影响——有多大？
• RQ5 是否可行采用顺序分析策略：先利用EWPO约束减少参数空间，再分析二规范玻色子数据？

主要发现

• LHC数据对电弱精确可观测量的分析可独立约束来自六维和八维算符的四个有效系数组合。
• 二规范玻色子产生数据的分析进一步约束了同一参数空间，使得对所有相关威尔逊系数的完整闭合边界得以确定。
• 在当前实验灵敏度下，八维算符对三规范玻色子耦合（$\gamma W^+W^-$和$Z W^+W^-$）的影响可忽略不计。
• 顺序分析策略——即先通过EWPO约束有效系数组合，再将这些约束应用于二规范玻色子分析——在减少自由参数数量方面既可行又有效。
• 本研究证实，在普遍、C和P守恒的SMEFT框架下，八维算符的数量足够有限，可实现完整且一致的$\mathcal{O}(1/\Lambda^4)$分析。
• 至$\mathcal{O}(1/\Lambda^4}$的TGC解析表达式包含了14个八维算符的贡献，但其对TGC的净效应相比六维算符的贡献仍属次级。

Figure 2: One- and two-dimensional projections of $\Delta\tilde{\chi}^{2}_{\rm EWDB}$ for the effective coefficients $\tilde{f}_{W}\hat{v}^{2}/\Lambda^{2}$ , $\tilde{f}_{B}\hat{v}^{2}/\Lambda^{2}$ , $\tilde{f}_{WWW}\hat{v}^{2}/\Lambda^{2}$ , and $f^{(1)}_{W^{2}B\Phi^{2}}\hat{v}^{4}/\Lambda^{4}$ as i