[论文解读] Stop and sbottom searches at LEP

A. Kraan|ArXiv.org|May 19, 2003

Algorithms and Data Compression参考文献 3被引用 5

一句话总结

本文总结了LEP实验中对停夸克和 stop 夸克的搜索结果，结合直接实验搜索与Z玻色子宽度形状约束，推导出在R-宇称守恒超对称模型中稳定杂交夸克和胶微子的质量极限。该研究在95%置信水平下排除了停止夸克和停夸克质量低于95 GeV/c²，以及胶微子质量低于26.9 GeV/c²的可能，从而关闭了长期存在的“轻胶微子质量窗口”，并覆盖了此前未探索的参数区域。

ABSTRACT

This talk reviews the searches for sbottom and stop quarks at LEP. The existing results of the four LEP experiments for sbottom and stop quarks searches are summarized. Furthermore, new mass limits on stable hadronizing squarks and gluinos are derived by combining Z-lineshape constraints with direct searches for squarks and gluinos using ALEPH data. All limits are derived in the framework of R-parity conserving models.

研究动机与目标

• 总结在R-宇称守恒超对称模型中，LEP四个实验（ALEPH、DELPHI、L3、OPAL）对停止夸克和停夸克的搜索现状。
• 通过整合Z玻色子宽度形状约束与LEP 1和LEP 2的直接搜索数据（使用ALEPH数据），推导出稳定强子化超夸克和胶微子的联合新极限。
• 填补超夸克和胶微子质量参数空间中此前未探索的区域，特别是小质量差和低质量区域。
• 探讨当胶微子或超夸克为最轻超对称粒子（LSP）时，R-强子产生与探测的理论现象。

提出的方法

• 利用LEP 1和LEP 2中e+e−对撞实验对超夸克和胶微子进行直接搜索，重点关注具有非共面喷注和大缺失横向动量的末态。
• 结合LEP和SLC的Z玻色子宽度形状测量，对Z的强子宽度设定模型无关的上限，从而约束胶微子和超夸克的质量。
• 应用蒙特卡罗模拟，对稳定超夸克和胶微子的停止夸克和停夸克强子化、R-强子形成及探测器响应进行建模。
• 利用ALEPH数据分析稳定胶微子和超夸克的信号，包括质量差较小的长寿命停止衰变。
• 结合LEP 1（Z衰变数据）和LEP 2（高能e+e−对撞）的数据，扩展对低质量及小质量差区域的覆盖范围。
• 应用95%置信水平（C.L.）的统计标准，定义（超夸克质量，LSP质量）平面上的排除区域。

实验结果

研究问题

• RQ1 在LEP实验中，R-宇称守恒超对称模型下，停止夸克和停夸克质量的当前实验极限是什么？
• RQ2 LEP和SLC的Z玻色子宽度形状约束如何提升对轻胶微子和超夸克的排除极限？
• RQ3 在结合直接搜索与精确电弱测量后，(m~t, m~g)参数空间中仍有哪些区域未被排除？
• RQ4 在ALEPH实验中，能否探测到长寿命停止或胶微子产生的稳定R-强子？其对应的质量极限是什么？
• RQ5 超夸克与LSP之间质量差较小时，对探测性和排除极限有何影响？

主要发现

• 所有停止夸克和停夸克衰变为夸克与中性子或右手上中微子的直接搜索均未发现事件过剩，表明LEP中不存在此类粒子的证据。
• Z玻色子宽度形状约束在95%置信水平下排除了所有低于6.3 GeV/c²的胶微子质量，从而彻底关闭了“轻胶微子质量窗口”。
• 由于对e+e− → q q̄ ~g ~g过程的Z玻色子宽度形状约束，95%置信水平下排除了低于1.3 GeV/c²的超夸克质量。
• 结合LEP 1和LEP 2数据以及Z玻色子宽度形状约束，在95%置信水平下，排除了稳定停止质量低于95 GeV/c²，稳定停夸克质量低于92 GeV/c²的可能。
• 该联合分析覆盖了此前未探索的区域，包括小质量差（Δm < 5 GeV/c²）和低质量胶微子情形。
• 本研究在R-宇称守恒模型中，为稳定超夸克和胶微子建立了迄今为止最全面的排除极限，且在所有通道中均未观测到信号。