在正负电子对撞机上测量半不可见末态的质量

对衰变产物中包含不可见粒子的粒子进行质量测量是对撞机上一项具有挑战性的任务。对于一个包含暗物质候选者$N$和使其稳定的$Z_2$对称性的新物理模型，$e^+e^-$对撞机上一个典型的新过程是成对产生$e^+e^- \to Y\bar{Y}$，随后是衰变过程$Y\to aN$和$\bar{Y}\to b\bar{N}$，其中$a$和$b$是可见的，而$N$是不可见的。在这项工作中，我们提出了一种新方法，通过利用动量-能量守恒和在壳条件给出的运动学方程来测量这种拓扑结构中的物理质量。对于每个事例，这些方程的可解性在试探的$m_Y$-$m_N$平面上确定了一个有限区域。该区域的边缘可用于定义两个变量$m_Y^\mathrm{edge}$和$m_N^\mathrm{edge}$，其分布被用来导出$m_Y$和$m_N$的测量值。在考虑了探测器效应和本底污染后，还估计了测量偏差和不确定度。