在 LHC 微分 $t\bar t$ 截面分析中发现新 Higgs 粒子

在 LHC Run~1 数据中，标准模型（SM）预测与测量的轻子微分顶夸克截面分布之间出现了统计显著的张力，并在 Run~2 分析中变得更加明显。鉴于 SM 预测的复杂程度以及 ATLAS 和 CMS 探测器的性能，这是非常引人注目的。因此，应认真考虑这些测量受到超出标准模型贡献污染的可能性。在本文中，我们使用最新 ATLAS $t\bar t$ 分析中的微分轻子分布，研究一个由现有新 Higgs 迹象所启发的新的物理基准模型：新标量 $H$ 通过胶子融合产生并衰变为 $S^\prime$（$95\,$GeV）和 $S$（$152\,$GeV），后者分别衰变为 $b\bar b$ 和 $WW$。在此设定下，与 SM 相比总 $\chi^2$ 减小，根据所用 SM 模拟的不同，导致 $\Delta\chi^2=34$ 至 $\Delta\chi^2=158$。值得注意的是，允许 $m_S$ 变化，各分布的组合指向 $m_S\!\approx\!150\,$GeV，这与现有的 $\gamma \gamma$ 和 $WW$ 信号一致，使得 SM 的误建模不太可能。对不同 SM 预测的结果取平均，偏好于 $pp\to H\to SS^\prime\to b\bar b WW$ 的非零截面约为 $\approx\!13$pb。若 $S^\prime$ 类似于 SM，则该截面同时解释了 $95\,$GeV $\gamma\gamma$ 超出，而 $S\to WW$ 的主导性表明 $S$ 是超电荷为 0 的 $SU(2)_L$ 三重态的中性分量。