利用单光子Z'搜索发现隐藏扇区
高能物理 - 唯象学
2010-04-15 v1
摘要
在许多超出标准模型的理论中，从额外维度到隐藏山谷和暗物质模型，Z'玻色子在标准模型粒子与隐藏扇区态之间起媒介作用。我们研究了在大型强子对撞机(LHC)上通过不可见衰变的Z'观测此类隐藏态的可能性。我们聚焦于过程pp -> γ Z' -> γ X X*，其中X是任何中性、(准)稳定粒子，无论是标准模型(SM)中微子还是新态。这补充了之前使用pp -> Z Z' -> l+ l- X X*的研究。描述该过程仅需Z'质量和两个有效电荷。如果Z'仅衰变为标准模型中微子，则这些电荷可通过Drell-Yan过程观测Z'来预测，从而区分Z'衰变为SM中微子与衰变为新态的不可见衰变。我们仔细讨论了影响该搜索的所有本底和系统误差。我们发现，在LHC上，一个1 TeV的Z'的隐藏扇区衰变可在50 fb^{-1}积分亮度下以5σ显著性被观测到。观测1.5 TeV的态则需要超级LHC的1 ab^{-1}统计量。控制系统误差，特别是主导本底Zγ的部分子分布函数不确定性，对于最大化LHC搜索能力至关重要。
引用
@article{arxiv.0809.2849,
title = {Discovering hidden sectors with mono-photon Z' searches},
author = {Yuri Gershtein and Frank Petriello and Seth Quackenbush and Kathryn M. Zurek},
journal= {arXiv preprint arXiv:0809.2849},
year = {2010}
}
备注
13 pages, 4 figures