机器学习增强的矢量类单态 B 夸克衰变到单态标量或赝标量粒子的搜寻
高能物理 - 唯象学
2023-06-06 v3 高能物理 - 实验
摘要
一种新的衰变模式的存在显著放宽了当前对矢量类夸克的质量排除极限。我们考虑一个弱单态矢量类 B 夸克，它可以衰变到一个单态标量或赝标量 Φ。在早先的论文 [A. Bhardwaj 等人，探索衰变到新标量或赝标量的矢量类夸克的路线图，Phys. Rev. D, 106 (2022) 095014; arXiv:2203.13753] 中，我们描绘了在 LHC 上探索此类装置的可能性。我们表明，无需对参数进行精细调节，B 夸克即可衰变到 Φ，且 Φ 主要衰变到一对胶子或 b 夸克。在本文中，我们提出了一种对撞机搜寻策略，以寻找单态 B 夸克的对产生。如果两个 B 夸克都衰变到 bΦ 对，末态为全强子态：BB→(bΦ)(bΦ)→(bgg)(bgg)/(bbb)(bbb)，这极难探测。因此，我们考虑一种仅适用于单态 B 情形的更简单混合衰变，BB→(bΦ)(tW)，其末态含一个轻子，以在高亮度 LHC 上获得最佳灵敏度。我们使用带加权交叉熵损失的深度神经网络将信号与巨大的标准模型背景分离。我们的分析表明，MB-MΦ 参数空间的很大区域可通过此信号被发现。我们展示了发现区和排除区如何随新衰变模式中的分支比而缩放。我们还用同一网络模型估计了包含性单轻子道的可及范围。
引用
@article{arxiv.2212.02442,
title = {Machine learning-enhanced search for a vectorlike singlet $B$ quark decaying to a singlet scalar or pseudoscalar},
author = {Jai Bardhan and Tanumoy Mandal and Subhadip Mitra and Cyrin Neeraj},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.02442},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 12 figures and 2 tables. Article matches the published version