利用 LHC 前向质子标记在 $b\bar{b}$ 衰变道中探测希格斯玻色子

本文对大型强子对撞机 (LHC) 中心独占产生过程中 $b\bar{b}$ 衰变道的希格斯玻色子搜寻进行了详细研究。我们给出了 ATLAS 或 CMS 探测器周围 220m 和 420m 处质子标记探测器的结果。我们考虑了两种基准情景：标准模型 (SM) 希格斯玻色子和最小超对称标准模型 (MSSM) 的 $m_h^{\max}$ 情景。研究中考虑了探测器接受度、展宽效应及事件触发策略。我们发现，若不改进当前提出的实验配置，在 $b$ 喷注道中观测 SM 希格斯玻色子将极具挑战性；但在所有介于 $2 \times 10^{33} \text{ cm}^{-2} \text{ s}^{-1}$ 和 $10^{34} \text{ cm}^{-2} \text{ s}^{-1}$ 之间的亮度下，经过三年的数据采集，中性标量 MSSM 希格斯玻色子在 $b$ 喷注道中的观测显著性可达 $3\sigma$ 或更高，且在特定情景下三年后可达 $5\sigma$ 或更高。