[论文解读] Measuring Three Vector Boson Couplings in $qq o qqW$ at the SSC

U. Baur, D. Zeppenfeld|ArXiv.org|Sep 4, 1993

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 8

一句话总结

本文提出在超导超大型对撞机（SSC）上利用 $qq \to qqW$ 过程探测非标准的 $WW\gamma$ 和 $WWZ$ 三 gauge 玻色子耦合。通过选择具有前向/后向喷注及中央 $W$ 玻色子衰变轻子的事件，该方法增强了信号灵敏度并抑制了 QCD 和顶夸克背景，实现了对 $\kappa_V - 1$、$\lambda_V$ 和 $g_1^Z$ 的异常耦合在 $0.03\text{--}0.1$ 范围内的探测能力。

ABSTRACT

We investigate the electroweak process $qq o qqW$, {\it i.e.} $W$ production via $Wγ$ and $WZ$ fusion, as a probe for nonstandard $WWγ$ and $WWZ$ vertices at hadron supercolliders. Triggering on events with one very forward and one very backward jet while requiring the $W$ decay lepton to be central, strongly enhances the triple gauge boson vertex contribution and suppresses backgrounds from QCD $Wjj$ events and $t\bar tj$ production below the signal level. At the SSC, the process is sensitive to $WWV$, $V=γ\, ,Z$ couplings $κ_V -1$, $λ_V$, and $g_1^Z$ in the $0.03\dots 0.1$ range.

研究动机与目标

• 在高能强子对撞机上探测非标准的三 gauge 玻色子耦合（$WW\gamma$，$WWZ$）。
• 识别一种清晰的实验信号，以增强信号相对于主导 QCD 和顶夸克背景的显著性。
• 在 SSC 上实现对异常耦合在 $0.03\text{--}0.1$ 范围内的探测灵敏度。
• 验证通过 $W\gamma$ 和 $WZ$ 融合产生 $W$ 玻色子作为电弱对称性自发破缺精密探针的可行性。

提出的方法

• 利用由 $W\gamma$ 和 $WZ$ 融合介导的 $qq \to qqW$ 过程探测三 gauge 玻色子顶点。
• 应用动量学截断：选择一个极前向和一个极后向喷注，以分离融合机制。
• 要求 $W$ 玻色子衰变轻子为中央粒子，以进一步抑制 QCD $Wjj$ 和 $t\bar{t}j$ 背景。
• 使用蒙特卡洛模拟和事件生成器（如 MAD/PH）对信号和背景过程进行建模。
• 分析对 $WWV$ 顶点中异常耦合 $\kappa_V - 1$、$\lambda_V$ 和 $g_1^Z$ 的灵敏度。
• 采用触发策略，以增强三 gauge 玻色子顶点对标准模型 QCD 过程的贡献。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 SSC 上，$qq \to qqW$ 过程是否可用于高灵敏度探测非标准的 $WW\gamma$ 和 $WWZ$ 耦合？
• RQ2 前向/后向喷注标记与中央 $W$-轻子选择的组合在抑制 QCD 和顶夸克背景方面的有效性如何？
• RQ3 使用该信号时，SSC 对异常 $WWV$ 耦合的灵敏度范围是多少？
• RQ4 与 QCD 引起的 $Wjj$ 事件相比，$W\gamma$ 和 $WZ$ 融合在此末态中主导信号的程度如何？
• RQ5 该过程能否作为标准模型三 gauge 玻色子耦合的精密检验？

主要发现

• 通过 $W\gamma$ 和 $WZ$ 融合实现的信号过程 $qq \to qqW$ 对异常 $WW\gamma$ 和 $WWZ$ 耦合高度敏感。
• 选择前向和后向喷注并结合中央 $W$-轻子显著增强了三 gauge 玻色子顶点的贡献。
• 由于动量学选择，QCD $Wjj$ 和 $t\bar{t}j$ 背景被抑制至低于信号水平。
• 该方法在 SSC 上实现了对异常耦合 $\kappa_V - 1$、$\lambda_V$ 和 $g_1^Z$ 在 $0.03$ 至 $0.1$ 范围内的探测灵敏度。
• 研究结果证实，该末态为标准模型之外三 gauge 玻色子耦合中的新物理提供了清晰而有力的探测手段。
• 结果基于模拟，预计可在《当前加速器与超导对撞机物理研讨会论文集》中观测到。