利用运动学方法在顶夸克衰变中搜寻不可见暗规范玻色子

我们讨论了在强子对撞机上通过稀有顶夸克衰变发现极轻质量暗力载体（$Z'$）的潜力，其质量 $m_{Z'} \lesssim {\cal O}(1-10)$ GeV，尤其是在典型搜索方案中它不可见衰变的情形。我们强调，由于大型强子对撞机上顶夸克对大量产生，顶夸克领域对于发现新粒子很有前景。信号过程始于一个稀有顶夸克衰变，产生一个底夸克和一个带电希格斯玻色子（$H^\pm$），后者随后衰变为一个 $W$ 玻色子和一个或多个 $Z'$。轻 $Z'$ 在各种场景下可能在在对撞机搜索中不可见，且其相关的对撞机特征很难与标准模型中的常规 $t\bar{t}$ 过程区分开来。我们提出一种使用最近提出的在壳约束 $M_2$ 变量的搜索策略。我们的信号过程具有$\textit{不对称}$的事件拓扑，而 $t\bar{t}$ 是$\textit{对称}$的。该策略的核心在于，通过应用在 $t\bar{t}$ 事件拓扑假设下设计的运动学变量，在相关可观测量中引发某种矛盾。为了验证所提技术的可行性，我们在 $\sqrt{s}=14$ TeV 的大型强子对撞机上进行了蒙特卡洛模拟，考虑了截断、背景、探测器分辨率等现实效应。