14 TeV与100 TeV下的重希格斯玻色子

寻找超越标准模型（BSM）的希格斯玻色子是强子对撞机最重要的任务之一。作为BSM物理的标志，LHC上的MSSM希格斯扇区预计将被测试至O(1) TeV的解耦极限尺度，除了以 $\tan\beta \sim 3 -10$ 为中心的楔形区域，该区域已知难以探测。在本文中，我们提出一项专门研究，在LHC及下一代 $pp$-对撞机上测试解耦的MSSM希格斯扇区，建议通过关联希格斯产生通道进行搜索，其中中性与带电希格斯分别进一步衰变为 $tt$ 和 $tb$。对于中性希格斯，我们能够通过 $pp\to bb H/A \to bbtt$ 探测迄今未覆盖的楔形区域。此外，我们利用 $pp\to bb H/A \to bb\tau\tau$ 覆盖高 $\tan\beta$ 范围。这些搜索与致力于低 $\tan\beta$ 区域的通道（如 $pp\to H/A \to tt$ 和 $pp\to tt H/A \to tttt$）相结合，潜在覆盖全部 $\tan\beta$ 范围。带电希格斯的搜索对于中等 $\tan\beta$ 区域灵敏度略低，但通过 $pp\to tb H^\pm \to tbtb$ 以更高灵敏度探测更高和更低 $\tan\beta$ 区域。虽然LHC通过组合这些通道将能探测希格斯质量为O(1) TeV的整个 $\tan\beta$ 范围，我们展示未来的100 TeV $pp$-对撞机有潜力将灵敏度触及范围推至 $\sim \mathcal O(10)$ TeV。为处理重希格斯衰变产生的顶夸克的新运动学，在对撞机分析中应用了多变量增强决策树（Boosted Decision Tree, BDT）方法。还给出了基于BDT的强子与轻子顶喷注的标记效率，它们相互的错误率以及其他喷注（$h$、$Z$、$W$、$b$等）的误标率。