来自重色粒子的单喷注特征：未来对撞机灵敏度与理论不确定性

在含有可衰变为暗物质候选者 $X$ 的色粒子 $\mathcal{Q}$ 的模型中，相关对撞机过程 $pp\to \mathcal{Q}\bar{\mathcal{Q}}\rightarrow X\bar{X}+$jets 产生具有显著横向动量不平衡的事件。当 $\mathcal{Q}$ 与 $X$ 的质量非常接近时，相关特征变得类单喷注，且大型强子对撞机（LHC）的搜索限制变得约束性弱得多。在本文中，我们研究了在 $\sqrt{s}=14\,\mathrm{TeV}$ 下具有 $\mathcal{L}=3\,\mathrm{ab}^{-1}$ 数据的高亮度 LHC 以及 $\sqrt{s}=27\,\mathrm{TeV}$ 下具有 $\mathcal{L}=15\,\mathrm{ab}^{-1}$ 数据的提议高能量 LHC 上对这类粒子的当前与预期实验灵敏度。我们估计了针对 $\mathcal{Q}$ 各种洛伦兹与 QCD 色表示的探测范围。确认 $\mathcal{Q}$ 的性质对理解单喷注特征背后的物理非常重要。因此，我们也研究了由 $pp\to\mathcal{Q}\bar{\mathcal{Q}} + j$ 过程构建的观测量对 $\mathcal{Q}$ 本身的依赖。使用最先进的 Monte Carlo 套件 MadGraph5_aMC@NLO+Pythia8 与 Sherpa，我们发现当这些观测量在 QCD 次领头阶（NLO）配合 parton shower 匹配与多喷注合并计算时，残余理论不确定性可与改变 $\mathcal{Q}$ 自身量子数时所观察到的差异相比拟。然而，我们发现，在可行处使用次次领头阶（NNLO）计算所能达到的精度可解决此困境。