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LHC 及更高能标下风味轻夸克:自旋 1

高能物理 - 唯象学 2021-06-30 v2 高能物理 - 实验

摘要

LHCb 合作组在观测量 RK,KR_{K,K^*}bsb\to s \ell\ell 跃迁中揭示的电子-缪子普适性破坏证据,可以用 O(110){\cal{O}}(1-10) TeV 范围内 SU(2)LSU(2)_L 单态 V1V_1 或三重态 V3V_3 表示中的自旋-1 轻夸克解释。我们探索高亮度 LHC(HL-LHC)和未来质子-质子对撞机在关联 RK,KR_{K,K^*} 数据的参数空间中对 V1V_1V3V_3 的灵敏度。我们考虑在不同风味基准下的成对产生以及与缪子伴生的单产生。通过重新解读 ATLAS 近期一项针对衰变为 bμb \mujμj \mu 的标量轻夸克搜索,我们提取了轻夸克质量的改进限制:对于规范玻色子型轻夸克(κ=1\kappa=1),在主要按层级、翻转和民主夸克风味结构衰变时,我们分别得到 MV1>1.9M_{V_1}> 1.9 TeV、MV1>1.9M_{V_1}> 1.9 TeV 和 MV1>1.7M_{V_1}> 1.7 TeV。我们给出了基于现有 ATLAS 和 CMS 搜索外推的未来灵敏度预期。我们发现,对于 κ=1\kappa=1V1V_1 的成对(单)产生质量可达范围在 HL-LHC 上可达 3 TeV(2.1 TeV),在 s=100\sqrt{s}=100 TeV 和 20\mboxab120 \, \mbox{ab}^{-1} 的 FCC-hh 上可达 15 TeV(19.9 TeV)。三重态 V3V_3 的质量限制与可达范围相似或更高,取决于风味。尽管解决 RK,KR_{K,K^*} 异常的轻夸克有可能在 LHC 上被观测到,但要完全覆盖该参数空间,需要超越 LHC 能量的 pppp 对撞。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.12724,
  title  = {Flavorful leptoquarks at the LHC and beyond: Spin 1},
  author = {Gudrun Hiller and Dennis Loose and Ivan Nišandžić},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12724},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 8 figures; v2: Clarifying comments, four plots and few references added. Few typos corrected. Conclusions unchanged