重离子部分子与电磁相互作用中的希格斯玻色子产生

本文总结了 LHC 及未来对撞机上轻离子与重离子（A-A）的部分子及电磁（光子-光子）相互作用中的希格斯玻色子产生。利用核部分子分布函数，通过 MCFM 8.0 在 NNLO 阶计算了部分子诱导的截面——包括胶子-胶子、矢量玻色子融合以及伴随 W、Z、t 过程。利用 MadGraph 5.0 计算了超周边 A-A 相互作用中两离子均存活的光子-光子截面。在质心能量范围 $\sqrt{s} \approx 5$--100 TeV 内，电磁与部分子希格斯截面之比约为 $\rm R_{e.m./parton} \approx 10^{-5}$--10$^{-4}$。在 FCC 能量下，由于强核相干 $\gamma$ 通量，该比值在 A-A 中比 p-p 中大 10--100 倍。考虑到末态的标准接受度与效率损失，以及为最小化各自连续背景而设的选择标准，我们分别确定了在部分子与电磁相互作用中最有利的 $H\to\gamma\gamma,b\bar{b}$ 衰变道下 LHC、HE-LHC 和 FCC 上希格斯玻色子测量的可行性。尽管部分子与电磁希格斯产生的 $3\sigma$ 证据分别需要比 LHC（HE-LHC）名义上一个月运行预期值大约 $\times$35 和 $\times$200（$\times$7 和 $\times$30）的积分亮度，但在 FCC 上仅一个月即可保证两种产生模式的 $5\sigma$ 观测。