通过 LHC 上的双喷注搜寻约束 R-轴子模型

在强子对撞机上搜寻与色态有效耦合、质量在几百 GeV 量级的新共振态是一个极具挑战性的问题，主要原因在于该能量下存在巨大的 QCD 多喷注本底，使得 LHC 上的搜寻尤为困难。近来人们意识到，可通过要求来自初态辐射（ISR）的一个高横动量喷注，并借助新颖的喷注重建技术——将质量共振态的强子化产物重建为一个胖喷注（一种独特的大半径喷注）——来克服这些巨大本底。ATLAS 和 CMS 合作组最近报道了针对单个胖喷注伴随一个 ISR 喷注的实验信号所作的搜寻。动力学超对称破缺且 R 对称性自发破缺的模型会产生一种称为 R-轴子的赝 Nambu-Goldstone 玻色子，其质量自然偏轻。在反常 R-轴子与胶子耦合被增强的参数空间区域，这些模型可借由这些新的 LHC 双喷注搜寻加以检验。考虑 CMS 的搜寻结果，我们将 $q_\mu$ 统计方法应用于信号事件相对于纯本底预期，并得到在 95% 置信水平下对某一特定信使扇区中最相关模型参数的排除极限，即 R-轴子质量 $m_a$、衰变常数 $f_a$ 以及色信使数目 $N$，这些极限也适用于更具一般性的类轴子粒子模型。