[论文解读] Light Gluinos at LEP

Frank Cuypers|arXiv (Cornell University)|Oct 21, 1993

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本文研究了在LEP能量下e⁺e⁻碰撞中轻胶球夸克（χ̃₈）的产生与探测，提出一种以缺失能量和喷注为特征的信号，以最小化背景干扰。结果表明，若胶球夸克在探测器内衰变，现有LEP数据可排除胶球夸克窗口。

ABSTRACT

We study the production and decay of \lgl s in \ep\ collisions. We suggest a signature which suffers little from backgrounds and argue that the \lgl\ window can already be closed with the existing LEP data, provided the gluino lifetime is such that it decays within the detectors.

研究动机与目标

• 评估通过e⁺e⁻碰撞在LEP上探测轻胶球夸克的可行性。
• 识别一种能最小化背景干扰的显著实验信号。
• 确定现有LEP数据是否已能排除即时衰变的轻胶球夸克的存在。
• 在背景最少的假设下，评估LEP对胶球夸克质量与寿命的灵敏度。
• 为在R-奇偶性守恒的超对称框架下解释LEP数据提供现象学框架。

提出的方法

• 分析LEP能量下e⁺e⁻ → q̄qχ̃₈反应中胶球夸克的产生过程。
• 假设胶球夸克在探测器内即时衰变，考虑衰变链χ̃₈ → q̄qg。
• 提出一种以两个喷注和大缺失横向能量（由未探测到的胶球夸克引起）为主的信号。
• 评估标准模型过程（如Z⁰ → q̄q + γ 和 Z⁰ → νν̄）带来的背景贡献。
• 应用运动学截断以抑制背景，同时保持对信号的敏感性。
• 利用现有LEP数据，在胶球夸克即时衰变的假设下，对胶球夸克质量与寿命设置排除限。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否通过两个喷注与缺失能量的信号在LEP上探测到轻胶球夸克？
• RQ2 在LEP的e⁺e⁻碰撞中，胶球夸克信号的主要背景是什么？
• RQ3 现有LEP数据在多大程度上可排除即时衰变的轻胶球夸克的存在？
• RQ4 胶球夸克寿命如何影响其在探测器中信号的可探测性？
• RQ5 哪些运动学特征可将胶球夸克信号与标准模型背景区分开来？

主要发现

• 所提出的两个喷注与大缺失横向能量的信号具有清晰特征，背景污染极低。
• Z⁰ → q̄q + γ 和 Z⁰ → νν̄ 背景在适当截断下较小且可管理。
• 若胶球夸克在探测器内衰变，现有LEP数据可排除胶球夸克窗口。
• 分析表明，若胶球夸克在探测器内衰变，Z⁰峰以下的胶球夸克质量区域已可被排除。
• 研究结论为：在胶球夸克寿命足够短以保证探测的前提下，当前数据已可排除轻胶球夸克的存在。
• 在R-奇偶性守恒及胶球夸克即时衰变的假设下，结果具有鲁棒性。