大型强子对撞机上TeV尺度黑洞的希格斯粒子产生与衰变

我们详细研究了希格斯粒子的产生与衰变，其中希格斯粒子来自大型强子对撞机质子-质子碰撞中产生的黑洞。我们表明，黑洞产生可以显著增强LHC上希格斯粒子搜寻的信号。我们评估了来自希格斯粒子衰变的双光子快度分布以及底夸克、光子、τ轻子、顶夸克和W玻色子的横动量分布，这些粒子既来自黑洞发射的希格斯粒子衰变，也直接来自黑洞蒸发的产生。我们将结果与标准模型本底进行了比较。我们发现，当$M_P=1$ TeV时，对于$p_T^H > 100$ GeV，来自黑洞的希格斯粒子产生占主导地位。当$M_P=1$ TeV时，对于双光子快度$|y_{\gamma \gamma}| \leq 1$，来自黑洞蒸发的希格斯粒子产生的双光子信号占主导地位；而对于大底夸克横动量$p_T^b > 300$ GeV，底夸克信号超过QCD本底。我们表明，光子和底夸克横动量分布的测量可以为基本普朗克标度的值提供有价值的信息。我们还提出了LHC上黑洞产生的一个新信号：底夸克横动量分布随大横动量的增加而开始上升。