大型强子对撞机中的双夸克共振与单顶夸克产生

人们高度期待在大型强子对撞机 (LHC) 上发现 TeV 能标的新物理。如果带有颜色的新粒子处于 LHC 能量可达范围内，它们将被大量产生。其中一种粒子是双夸克，具有两个夸克的量子数，可以是标量或矢量。它将衰变为两个轻夸克、两个顶夸克，或一个顶夸克和一个轻夸克（取决于所产生的双夸克的量子数，为上型或下型）。如果是单产生，它可以作为双喷注共振被寻找，或者对单顶夸克产生或 $t\bar{t}$ 产生提供额外贡献。在这项工作中，我们考虑了一种具有 (ud) 型量子数的色六重态矢量双夸克，研究其共振产生及其随后衰变为 $tb$，从而对单顶夸克产生造成超额贡献。即使双夸克质量很大，在很宽的双夸克质量范围内，其强共振产生仍主导 $tb$ 的弱产生。此外，其随后衰变为 $tb$ 产生的 b 喷注比通常的电弱产生硬得多。另外，来自大质量双夸克衰变的末态事件中的缺失能量也大得多。因此，通过适当的截断，包含 $b$、$\bar{b}$ 和一个带电轻子以及大缺失能量的末态在标准模型背景中脱颖而出。我们对信号和背景进行了详细研究。我们发现，在亮度为 $1 \text{ fb}^{-1}$ 时，这种双夸克在 7 TeV LHC 上可探测的质量上限约为 3.3 TeV，而在亮度为 $10 \text{ fb}^{-1}$ 时，探测范围可达约 4.3 TeV。