来自扩展弯曲额外维度的 KK 引力子在 LHC 上的信号

我们在“扩展”弯曲额外维度模型的框架下，分析了大型强子对撞机（LHC）上由 Kaluza-Klein（KK）引力子的产生与衰变所产生的信号。在该模型中，标准模型（SM）的希格斯场与费米子场被限制于通常的紫外/普朗克膜与一个 $\sim O(10)$ TeV（新的“中间”）膜之间，而 SM 规范场（以及引力）则进一步传播至 $\sim O( \hbox{TeV} )$ 红外膜。这样的框架抑制了源自 KK 粒子效应的味 violation，同时使 KK 规范玻色子与引力子仍可被 LHC 触及。我们发现，KK 引力子的信号与标准弯曲模型中的情形有显著不同。这是因为 KK 引力子通常占主导的衰变模式——衰变到顶夸克、希格斯粒子以及纵向 $W/Z$ 粒子——被上述两类粒子之间的空间分离所压低，从而其他衰变通道得以显现。特别地，我们聚焦于 KK 引力子的两个新颖衰变通道。其一是衰变为一对 radion，每个 radion（主要）衰变为一对 SM 胶子，产生由两对双喷注共振组成的共振四喷注末态。另一方面，若 radion 较重和/或 KK 胶子较轻，则 KK 引力子主要衰变为一个 KK 胶子与一个 SM 胶子。所产生的 KK 胶子有显著的衰变分支比进入 radion 与 SM 胶子，从而（再次）产生四喷注信号，但具有不同底层事件拓扑，即呈现三个不同的共振。我们证明高亮度 LHC（HL-LHC）在这两个通道中对（最高）$\sim 4$ TeV 的 KK 引力子具有灵敏度，而在 KK 引力子衰变为两个胶子的标准双喷注共振搜索通道中则不太可能具有灵敏度。