[论文解读] Impact of the recent measurements of the top-quark and W-boson masses on electroweak precision fits

J. de Blas, M. Pierini+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 8, 2022

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 31

一句话总结

本文评估 CMS 测得的顶夸克质量和 CDF 测得的 W 玻色子质量对标准模型及其之外的电弱精密拟合的影响，比较 SM 预测与新的平均值，并探索斜投影参数与 SMEFT 场景。

ABSTRACT

We assess the impact of the very recent measurement of the top-quark mass by the CMS Collaboration on the fit of electroweak data in the Standard Model and beyond, with particular emphasis on the prediction for the mass of the W boson. We then compare this prediction with the average of the corresponding experimental measurements including the new measurement by the CDF Collaboration, and discuss its compatibility in the Standard Model, in new physics models with oblique corrections, and in the dimension-six Standard Model Effective Field Theory. Finally, we present the updated global fit to electroweak precision data in these models.

研究动机与目标

• 评估新的顶夸克质量测量对电弱精密数据拟合在标准模型及其之外的影响。
• 将 W 玻色子质量的 SM 预测与包括 CDF 结果在内的新实验平均值进行比较。
• 在斜投及 SMEFT 框架下探索更新拟合与新物理模型的一致性。
• 在标准与保守平均情景下，提供对电弱精密可观测量的更新全局拟合。

提出的方法

• 使用 HEPfit 代码进行电弱精密可观测量（EWPO）的贝叶斯全局拟合，采用最先进的 SM 计算。
• 从最新的 CMS、Tevatron、ATLAS、CMS Run 2 与 LHCb 测量中构建 m_t 和 M_W 的新平均值，其中包括一个保守平均情景。
• 在从 EWPO 拟合中省略 M_W 输入的情况下计算 SM 对 M_W 的预测，并与实验平均值进行比较。
• 研究在斜投参数空间的 NP 含义（S、T、U）以及六阶 SMEFT Warsaw 基底中的描述。
• 报告 SM、斜投影和 SMEFT 拟合的后验分布和信息准则（IC）。

实验结果

研究问题

• RQ1 最新的顶夸克质量测量如何影响电弱精密拟合及 SM 中预测的 W-玻色子质量？
• RQ2 更新后的 M_W 平均值是否与 SM 预测一致，还是对新物理提供线索？
• RQ3 斜投校正（S、T、U）能否缓解 SM 预测与 M_W 测量之间的张力？
• RQ4 基于新测量，六阶 SMEFT 对 EWPO 的描述有何含义？

主要发现

• 在标准平均下，SM 对 M_W 的预测与新测量存在显著不一致，当将拟合中排除该测量时表现出约 6.5 标准偏差的张力，采用保守平均策略则表现出约 3.7 标准偏差的张力。
• 将 U 设为零的斜投 NP 拟合可将张力降至约 1.5 标准偏差，而允许非零 U 则与数据兼容。
• SMEFT 拟合显示对 leptonic 运算符存在相关性，并且某些威尔森系数组合能容纳 M_W 测量，且存在具体系数（例如 hat{C}_{\", ...）的情况。