顶夸克相互作用中多轻子对新物理与轻子普适性的探测

我们探索了顶夸克与轻子联合产生 $pp \to t \bar t \ell^+ \ell^-$ 中对新物理（NP）的灵敏度，其导致多轻子信号 $pp \to n \ell + {\tt jets} + \not\!\! E_T$，其中 $n = 2,3,4$。该 NP 通过各类 4-Fermi 有效 $t\bar{t} \ell^+ \ell^-$ 接触相互作用参数化，这些相互作用由 $t \bar t \to \ell^+ \ell^-$ 中的多 TeV 重标量、矢量或张量交换产生；我们聚焦于 $\ell=e,\mu$ 的情形。我们将 4-Fermi $t t \ell \ell$ 项匹配到 SMEFT 算符，并给出可生成此类项的具体潜在重物理的示例。对 SM 信号与相应本底的分析表明，在 13 TeV LHC 上，双轻子与三轻子道比四轻子道能更好地探测有效 $t\bar{t} \ell^+ \ell^-$ 4-Fermi 项。因此，最佳灵敏度在双轻子和三轻子道中获得，在施加 $2\ell$ 与 $3 \ell$ 选择以及对相反电荷同味（OSSF）轻子对足够高的不变质量选择后，其主导本底 $pp \to t \bar t$ 与 $pp \to WZ$ 可基本消除。我们探讨两种情况：轻子味普适（LFU）NP，其中 $t t e e$ 与 $t t \mu \mu$ 接触相互作用大小相同；以及轻子味破坏（LFUV）NP，其中假设 $t t \mu \mu$ 项的尺度低得多。我们表明，两种情况下均可能获得对 $t t \ell \ell$ 接触相互作用尺度在 $\Lambda \gtrsim 2-3$ TeV 水平的新的 95% CL 限制，这比当前对这些 4-Fermi 项的限制严格得多。