在 LHC 上探索特立独行型顶伙伴衰变

本工作中，我们考虑了标准模型（SM）的一个扩展，其中含一个电荷 $Q=+2/3$ 的 $SU(2)_L$ 单态矢量类夸克（VLQ）。该模型还包含一个额外的局域 $U(1)_d$ 对称群，其对应规范玻色子为暗光子。VLQ 带荷，而所有 SM 粒子在新的 $U(1)_d$ 规范群下均为中性。尽管该模型中 VLQ 在性质上与传统顶伙伴（$T_p$）有许多相似之处，但也存在一些显著差异。特别地，其向传统模式（$T_p \to bW, tZ, th$）的衰变分支比被压低，这反过来有助于规避许多主要来自 LHC 实验的现有界限。在早前工作中，此类 VLQ 被称为“maverick top partner（特立独行型顶伙伴）”。已表明在该模型中，顶伙伴在大部分参数空间内主要衰变为顶夸克与暗光子/暗希格斯对（$T_p \to t\gamma_d ,~th_d$）。暗光子可设为不可见，从而在 LHC 探测器上产生丢失横能（$\not\!\!{E} _{T}$）信号。我们主要关注此类顶伙伴的 LHC 信号与未来前景。特别地，我们在 LHC 框架下研究了 $t\bar{t}+\not\!\!{E}_{T}$ 与 $t+\not\!\!{E}_{T}$ 信号，分别通过顶伙伴的对产生与单产生，在 13 与 14 TeV LHC 质心能量下，假设暗光子要么衰变为不可见模式，要么在探测器尺度上不可见。我们表明，利用单顶伙伴产生道，在 $\sqrt{s}=14$ TeV、积分亮度 3 ab$^{-1}$ 下，可对 $m_{_{T_p}} \leq$ 2.0 (2.6) TeV 排除 $\sin\theta_L \sim 0.025$ (0.05)。