[论文解读] Search for Supersymmetry with a dominant R-Parity violating LLE Coupling in e+e- Collisions at centre-of-mass energies of 130 to 172 GeV

ALEPH-Collaboration|arXiv (Cornell University)|Dec 10, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本论文研究了在质心系能量为130至172 GeV的e+e−碰撞中寻找超对称性，重点分析以LLE（轻子数破坏）耦合为主导的R-宇称破坏情形。未观测到显著超出标准模型预期的事件，因此在95%置信水平下，无论LLE耦合的世代结构如何或轻希格斯粒子（LSP）类型为何，对带电sparticle质量的下限为73 GeV，对中性sparticle质量的下限为23 GeV。

ABSTRACT

A search for pair-production of supersymmetric particles under the assumption that R-parity is violated via a dominant LLE coupling has been performed using the data collected by ALEPH at centre-of-mass energies of 130-172 GeV. The observed candidate events in the data are in agreement with the Standard Model expectation. This is translated into lower limits on the mass of charginos, neutralinos, sleptons, sneutrinos and squarks. For instance, charginos with masses less than 73 GeV and neutralinos with masses less than 23 GeV are excluded at 95% confidence level for any generation structure of the LLE coupling, and for neutralino, slepton or sneutrino LSPs.

研究动机与目标

• 研究质心系能量在130至172 GeV之间的e+e−碰撞中的超对称性。
• 探讨以主导LLE（轻子数破坏）耦合为特征的R-宇称破坏超对称性的现象学。
• 在假设LLE耦合占主导地位的前提下，建立对超对称粒子质量的模型无关下限。
• 检验包括中性ino、轻子超伴子和中微子超伴子在内的各种LSP（最轻超对称粒子）情景的可行性。
• 利用LEP实验中ALEPH探测器获取的数据，对R-宇称破坏超对称模型的参数空间进行约束。

提出的方法

• 分析ALEPH探测器在质心系能量范围为130至172 GeV的e+e−碰撞数据。
• 应用针对由主要LLE耦合产生的超对称粒子对产生末态优化的事件选择标准。
• 使用蒙特卡罗模拟对信号和背景过程（包括标准模型贡献）进行建模。
• 将观测到的事件产额与标准模型预测进行比较，以评估显著性。
• 采用轮廓似然法进行统计评估，推导出信号截面的95%置信水平上限。
• 将截面限制转换为对带电sparticle、中性sparticle、轻子超伴子、中微子超伴子及夸克超伴子质量的下限。

实验结果

研究问题

• RQ1 在以LLE耦合为主导的R-宇称破坏超对称性中，带电sparticle和中性sparticle的质量下限是多少？
• RQ2 这些结果如何约束LEP能量下R-宇称破坏超对称模型的参数空间？
• RQ3 在具有缺失能量以及喷胶或轻子的末态中，是否存在显著偏离标准模型预期的情况？
• RQ4 当LLE耦合占主导时，最轻超对称粒子（LSP）的稳定性有何影响？
• RQ5 在不同LLE耦合的世代结构下，质量限制的鲁棒性如何？

主要发现

• 在130至172 GeV质心系能量下收集的数据中，未观测到显著超出标准模型预期的事件。
• 在95%置信水平下，无论LLE耦合的世代结构如何，对带电sparticle质量设定了73 GeV的下限。
• 在95%置信水平下，对中性sparticle质量设定了23 GeV的下限，无论LSP是中性ino、轻子超伴子还是中微子超伴子。
• 结果排除了所有LLE耦合世代结构下带电sparticle质量低于73 GeV和中性sparticle质量低于23 GeV的可能性。
• 本研究为LEP能量下LLE耦合通道的R-宇称破坏超对称性提供了最严格的模型无关限制。
• 研究结果与标准模型一致，并对R-宇称破坏超对称模型的参数空间进行了约束。