[论文解读] Search for Quark-Lepton Compositeness and a Heavy W[prime] Boson Using the enu Channel in pp-bar Collisions at sqrt(s) = 1.8 TeV

A. A. Affolder, H. Akimoto+3 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 22

一句话总结

本研究利用在 √s = 1.8 TeV 下的 p-p̄ 碰撞中获得的 110 pb⁻¹ 数据，通过电子-中微子末态搜索夸克-轻子复合结构以及一种重的 W' 玻色子。未观测到与标准模型的显著偏离，因此在 95% 置信水平下排除了复合尺度低于 2.81 TeV 的情况，以及质量低于 754 GeV/c² 的 W' 玻色子；当与μ子道道数据结合后，该极限进一步提升至 786 GeV/c²。

ABSTRACT

We present searches for quark-lepton compositeness and a heavy W' boson at high electron-neutrino transverse mass. We use ~110/pb of data collected in p-pbar collisions at sqrt(s) = 1.8 TeV by the CDF collaboration during 1992--95. The data are consistent with standard model expectations. Limits are set on the quark-lepton compositeness scale Lambda and the ratio of partial cross sections sigma (W' -> e nu) / sigma (W -> e nu). The cross section ratio is used to obtain a lower limit on the mass of a W' boson with standard model couplings. We exclude Lambda < 2.81 TeV and a W' boson with mass below 754 GeV/c^2 at the 95% confidence level. We combine the W' mass limit with our previously published limit obtained using the muon channel, to exclude a W' boson with mass below 786 GeV/c^2 at the 95% confidence level.

研究动机与目标

• 测试在标准模型之外能量尺度下夸克-轻子复合结构假设的合理性。
• 通过 eν 末态搜索具有标准模型耦合的重 W' 玻色子的证据。
• 利用高横动量质量 eν 事例，为复合尺度 Λ 和 W' 玻色子质量设定实验限制。
• 通过结合电子道与μ子道衰变道的结果，提高现有限制的灵敏度。

提出的方法

• 分析 CDF 实验在 √s = 1.8 TeV 下收集的 110 pb⁻¹ p-p̄ 碰撞数据。
• 聚焦于 eν 末态中具有高横动量质量的事件，以增强对新物理的敏感度。
• 将观测到的事件产率与标准模型预测进行比较，以搜索偏离。
• 利用截面比值 σ(W' → eν)/σ(W → eν) 约束 W' 玻色子质量。
• 应用统计方法，为 Λ 和 W' 质量设定 95% 置信水平的限制。
• 将电子道的限制结果与先前发表的μ子道限制结果结合，以提高 W' 质量的排除极限。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于 eν 末态数据，夸克-轻子相互作用的复合尺度 Λ 的下限是多少？
• RQ2 观测数据是否显示出重 W' 玻色子衰变为 eν 的证据？
• RQ3 在 95% 置信水平下，能够被排除的具有标准模型耦合的 W' 玻色子的最小质量是多少？
• RQ4 结合电子道与μ子道结果如何改善 W' 质量的排除极限？
• RQ5 在高横动量质量 eν 区域，数据是否与标准模型预期一致？

主要发现

• 数据与标准模型预期一致，在 eν 末态中未观测到显著偏离。
• 在 95% 置信水平下，为复合尺度 Λ 设定的下限为 2.81 TeV。
• 在电子道中，质量低于 754 GeV/c² 的具有标准模型耦合的 W' 玻色子在 95% 置信水平下被排除。
• 结合电子道与μ子道结果后，W' 质量的排除极限提升至 786 GeV/c²（95% 置信水平）。
• 通过使用截面比值 σ(W' → eν)/σ(W → eν) 推导出 W' 质量限制，验证了分析框架的一致性。
• 在所探索的能量范围内，未发现夸克-轻子复合结构或重 W' 玻色子的证据。