通过复合双玻色子共振探测新的强相互作用扇区

双光子共振是 LHC 上 125 GeV 标准模型(SM)希格斯玻色子的一项关键发现模式。这一模式或更一般的双玻色子模式也可能在探询 SM 之外的新物理中发挥重要作用。本文中，我们考虑双光子共振源于一个复合（赝）标量玻色子的可能性，其组分为新的超夸克 Q 或标量超夸克 \tilde{Q}，由禁闭尺度 Lambda_h 处的新超色力所禁闭。假设质量 m_Q（或 m_{\tilde Q}）>> Lambda_h，双光子共振可解释为具有 J^{PC}=0^{-+} 的 Q\bar{Q} 态 eta_Q，或具有 J^{PC}=0^{++} 的 \tilde{Q}\tilde{Q}^\dagger 态 eta_{\tilde Q}。对于 Q\bar{Q} 情形，将存在一个自旋三重态伙伴 psi_Q，由于超色胶子交换所介导的超精细相互作用，其比 eta_Q 略重；而对于 \tilde{Q}\tilde{Q}^\dagger 情形，自旋三重态伙伴 chi_{\tilde Q} 来自具有非零轨道角动量的更高径向激发。我们利用 NRQCD 因子化方法考虑 LHC 上 eta_Q、eta_{\tilde Q}、psi_Q 和 chi_{\tilde Q} 的产生与衰变。我们讨论如何通过 DY 过程和向前双喷注方位角分布来确定双光子共振的 J^{PC} 量子数，从而检验这些情形。通过将 LHC 报道的一些小的双光子超出解释为模型的复合标量或赝标量，可获得对参数空间的限制。该模型的另一重要检验是存在邻近的超色单态但色八重态，如 eta^8_Q 或 eta^8_{\tilde Q}，其也可由双喷注或单喷注+单光子数据限制。共振的大宽度或小宽度两种可能性均可容纳，取决于超胶球态在末态中动力学是否允许。