利用自动化喷注 veto 重求和研究强子对撞机中 $W'$ 和 $Z'$ 玻色子的综合框架

在强子对撞机中，高质量色单态粒子的产生普遍伴随着初态 QCD 辐射，该辐射相对于硬过程标度 $Q$ 主要是软的，和/或相对于束流轴是共线的。在 TeV 能级对撞机上，这与定义为硬且中心的顶夸克和多喷注过程形成对比。因此，在寻找新色单态态时，veto 掉具有高于 $p_T^{\rm Veto}$ 横向动量的喷注事件，可以有效减少非单态背景，从而提高实验灵敏度。为了量化这一普遍观察，我们研究了 13 TeV LHC 上顺序标准模型（Sequential Standard Model）$W'$ 玻色子的产生及其轻子衰变。我们系统地考虑了带有部分子簇射（PS）匹配的 QCD 次领头阶（NLO）信号和背景过程；对于色单态通道，我们将形式为 $\alpha_s^j(p_T^{\rm Veto})\log^k(Q/p_T^{\rm Veto})$ 的 Sudakov 对数重求和至次次领头对数精度（NNLL），并进行 NLO 匹配。我们分别使用 MadGraph5aMC@NLO 和 MadGraph5aMC@NLO-SCET 框架获得结果。能够处理 NLO+PS 和 NLO+NNLL 精度计算的相应 FeynRules 模型文件已公开可用。我们发现，在给定的不确定度范围内，NLO+PS 和 NLO+NNLL(veto) 计算均给出了准确且一致的预测。因此，应用于色单态过程的喷注 veto 可以在 NLO+PS 水平上可靠地建模。相对于 $p_{T}^{\rm Veto} = 30$ GeV 的 $b$-喷注 veto，$p_{T}^{\rm Veto} = 30-40$ GeV 的味无关 veto 可以以轻微的信号率损失为代价，进一步将单顶和 $t\overline{t}$ 事例率降低 2-50 倍。对于 30-50 GeV 的轻 $W'$ 玻色子质量，喷注 veto 可将信噪比提高约 10\%；对于 300-800 GeV 的质量，可提高 25\%-250\%。