CMS 合作組。「在 √s = 13 TeV 的質子-質子碰撞中搜索 Z 玻色子衰變為 ττµµ」。物理評論快報,doi:10.1103/PhysRevLett.133.161805。
本研究旨在於大型強子對撞機(LHC)中,首次搜尋 Z 玻色子衰變為兩個 τ 輕子和兩個 µ 子(ττµµ)的過程,並與 Z 玻色子衰變為四個 µ 子(4µ)的過程進行比較。
研究人員使用 CMS 探測器在 √s = 13 TeV 的質子-質子碰撞中收集的數據,對應於 138 fb−1 的積分亮度。他們採用基於蒙地卡羅模擬的分析方法,通過比較數據與預測的背景事件數來尋找信號事件。
分析結果顯示,數據與預測的背景相符,沒有觀察到 Z 玻色子衰變為 ττµµ 的顯著信號。
研究人員根據分析結果,首次對 Z →ττµµ 與 Z →4µ 的分支比設定了 95% 信賴水平的上限,為標準模型預期的 6.9 倍。此外,他們還利用標準模型有效場論(SMEFT)框架,對六個涉及兩個 µ 子和兩個 τ 輕子的有效場論算符設定了限制,這是對所有此類算符的首次測試。
本研究為探索 Z 玻色子的罕見衰變模式提供了新的實驗數據,並對標準模型預測進行了重要的檢驗。同時,對有效場論算符的限制也為探索超出標準模型的新物理提供了新的途徑。
由於數據樣本的限制,本研究對 Z →ττµµ 衰變分支比的靈敏度有限。未來隨著 LHC 數據量的增加,預計可以顯著提高對該衰變過程的搜尋靈敏度,並對標準模型進行更精確的檢驗。
翻譯成其他語言
從原文內容
arxiv.org
深入探究