在 LHC/FCC 上区分轻夸克

在本文中，我们探讨了如果所有轻夸克都处于相似的质量和耦合范围内，并且能在当前和未来的对撞机上产生，如何在 LHC/FCC 上区分不同轻夸克的特征。研究发现，硬散射截面和角分布可用于区分标量轻夸克和矢量轻夸克。另一方面，末态拓扑和喷注电荷的测定可以区分具有相同自旋的轻夸克，甚至可以区分来自同一 $SU(2)_L$ 多重态的轻夸克。我们在 LHC/FCC 上进行了基于 PYTHIA8 的分析，考虑了所有主要的标准模型 (SM) 背景，质心能量分别为 14、27 和 100 TeV，针对标量 ($S_1$) 和矢量 ($\widetilde{U}_{1\mu}$) 轻夸克。我们看到，在 14 TeV 下确认标量轻夸克需要 1000 fb$^{-1}$ 的积分亮度，而矢量轻夸克可以用极早期的数据探测。但是，在 100 TeV 和 1000 fb$^{-1}$ 的积分亮度下，可以轻松探测到质量为 3.5 TeV 的标量轻夸克和质量超过 5 TeV 的矢量轻夸克。