多重希格斯玻色子的多轻子信号

我们识别并研究了大型强子对撞机（LHC）上扩展希格斯部分的新颖多轻子信号，具体形式为守恒 CP 和味对称的双希格斯二重态模型（2HDMs）。我们并非设计针对特定 2HDM 信号的独立搜索，而是采用多种独占多轻子搜索通道的组合，来探测来自所有产生和衰变过程的整体信号。2HDM 的多轻子信号可能源于多种来源，包括通过胶子融合产生类标准模型的 CP 偶标量$h$和$H$并伴随$h,H \to ZZ^{(*)}$，或与矢量玻色子或顶夸克伴随产生并伴随$h,H \to WW^{(*)}, ZZ^{(*)},\tau\tau$。其他来源包括重 CP 偶标量的胶子融合产生，并通过轻 CP 偶标量、CP 奇标量$A$或带电标量$H^\pm$进行衰变，例如$H \to hh$、$H \to AA$、$H \to H^+ H^-$、$H \to ZA$，其中$A \to Zh, \tau\tau$，$H^\pm \to Wh$，以及$h \to WW^*, ZZ^*,\tau\tau$。总体而言，组合后的多轻子信号可能大大超过标准模型希格斯玻色子的信号，并为扩展希格斯部分提供了敏感的探测手段。作为原理验证，我们利用模型参数与信号之间的因子化映射程序，通过在四个基准 2HDM 谱内的每个参数空间中模拟 222 种独立产生和衰变拓扑在 20 个独占多轻子通道中的接受度乘以效率，确定了四种不同味守恒 2HDM 参数空间中的多轻子灵敏度。将这些灵敏度与 CMS 合作组利用 7 TeV $pp$碰撞收集的 5 fb$^{-1}$数据进行的多轻子搜索结果进行比较，得出了此前其他类型的直接实验搜索尚未覆盖的 2HDM 参数空间区域的新限制。