[论文解读] Unparticle physics in top pair signals at the LHC

A. T. Alan, N. K. Pak|arXiv (Cornell University)|Aug 28, 2007

High-Energy Particle Collisions Research被引用 2

一句话总结

本文研究了在大型强子对撞机（LHC）和国际线性对撞机（ILC）上，通过矢量、张量和标量未粒子算符，对顶夸克对产生过程中未粒子物理效应的影响。研究发现，在LHC上，未粒子可显著增强标准模型（SM）的截面；而在ILC上，对于低标度维度 $d_{\rm U}$，增强幅度甚至可达标准模型预测的两个数量级，为新物理提供了显著信号。

ABSTRACT

We study the effects of unparticle physics in the pair productions of top quarks at the LHC and ILC. By considering vector, tensor and scalar unparticle operators, as appropriate, we compute the total cross sections for pair production processes depending on scale dimension $d_{\U}$. We find that the existence of unparticles would lead to measurable enhancements on the SM predictions at the LHC. In the case of ILC this may become two orders of magnitude larger than that of SM, for smaller values of $d_\U$, a very striking signal for unparticles.

研究动机与目标

• 研究未粒子物理对高能对撞机上顶夸克对产生过程的影响。
• 评估未粒子贡献是否可能导致LHC和ILC上与标准模型预测的可测量偏离。
• 评估顶夸克对产生截面对于未粒子算符标度维度 $d_{\rm U}$ 的敏感性。
• 通过增强的截面识别未粒子的可观测信号，尤其在ILC上。

提出的方法

• 通过有效场论方法，利用矢量、张量和标量未粒子算符建模未粒子相互作用。
• 计算顶夸克对产生总截面随未粒子标度维度 $d_{\rm U}$ 的变化。
• 将未粒子物理框架应用于强子-强子（LHC）和电子-正电子（ILC）对撞机。
• 将预测截面与标准模型预期进行比较，以识别偏离。
• 将标度维度 $d_{\rm U}$ 作为关键参数，探索对未粒子效应的敏感性。

实验结果

研究问题

• RQ1 未粒子相互作用如何改变LHC上顶夸克对产生总截面？
• RQ2 与标准模型相比，未粒子物理在ILC上能将顶夸克对产生率增强到何种程度？
• RQ3 未粒子标度维度 $d_{\rm U}$ 的哪些取值会导致与标准模型预测的最大偏离？
• RQ4 未粒子效应是否能在未来对撞机的顶夸克对产生过程中产生可探测信号？

主要发现

• 与标准模型预测相比，未粒子物理在LHC上导致顶夸克对产生截面出现可测量的增强。
• 在ILC上，对于 $d_{\rm U}$ 较小的值，未粒子引起的截面增强可达到标准模型预测的两个数量级。
• 增强幅度强烈依赖于标度维度 $d_{\rm U}$，$d_{\rm U}$ 越小，效应越显著。
• 结果表明，ILC对未粒子信号特别敏感，为新物理提供了有希望的发现通道。