关于大不变质量下双光子背景估计的挑战

高不变质量处的双光子搜索是实验高能前沿的组成部分。以750 GeV双光子共振的分析作为案例研究，我们审视了实验分析当前在估计主导标准模型背景时所采用的方法论。我们评估了与超出信号相关的显著性对背景建模的依赖性。特别地，我们表明在分布的高能尾部附近，依赖于函数外推或蒙特卡洛估计的喷注伪造背景（具有挑战性的光子-喷注贡献）引入了大不确定性。具有宽松光子切割、低光子$p_T$切割以及易受高光子快度区域影响的那些分析尤其受影响。鉴于基于双光子的超过1 TeV的搜索作为发现模式被高度期待，这些考虑在未来是相关且适用的。我们首先考虑由次领头阶效应结合快度和横动量依赖的伪造率引起的双光子伪造光子-喷注谱形状的物理驱动变形。我们表明由于这种变形，超出信号的局部显著性降低。然后使用一个简单但更通用的拟设来修改高能不变质量处喷注伪造背景的贡献，同时保持包含和微分样本纯度在实验不确定性估计内，我们证明最初报道的750 GeV局部超出显著性可能被高估了超过一个标准偏差。此外，我们通过比较基于较小的2015年和较大的2016年LHC数据集的拟合结果来交叉检验我们的分析。最后，我们将我们的方法论应用于完整的13 TeV LHC数据集，以评估当前TeV区以上双光子搜索所涉及的系统误差。