LHC 及更高能标下希格斯产生中额外光子的研究

我们研究了 LHC 上希格斯玻色子与高 $p_T$ 光子关联产生的包含性产生，详述了贡献于 $H\gamma$ 末态的主要过程的领头阶特征。在希格斯产生中要求一个额外硬光子打乱了主导道的交叉截面层级。对于 $p_T^{\gamma,j} >30$ GeV，在领头阶，$H\gamma$ 包含性产生主要来自矢量玻色子融合(VBF)中辐射的光子，约占总率的 2/3。另一方面，在主顶部圈希格斯道中辐射高 $p_T$ 光子意味着末态中多出一个部分子，这通过额外的 $\alpha_S$ 幂次抑制了产生率。因此，LHC 上通过顶部圈的 $H\gamma$ 产生率与来自 $H t\bar t$ 产生或 $HW(Z)\gamma$ 关联产生的率相当。然后按截面递减顺序，是单顶夸克加希格斯道，接着是重味融合过程 $b\bar b \to H\gamma$ 和 $c\bar c \to H\gamma$。通过电弱圈产生的 $H\gamma$ 只占次要角色。在更大质心能量下，$H t\bar t\gamma$ 道超过了顶部圈过程的总贡献。特别地，在 $\sqrt S \simeq 100$ TeV 要求 $p_T^{\gamma,j} >30$ GeV 时，$H t\bar t\gamma$ 在领头阶约占包含性 $H\gamma$ 产生的 1/4，约一半来自 VBF 产生。