利用 $\mathrm{b}\tau\nu$ 末态在 LHC 上探测新物理

$R_{D^{(\ast)}}$ 异常是当今粒子物理中最引人关注的实验结果之一。BaBar、Belle 和 LHCb 等实验已测量到与标准模型（SM）的一致张力。我们研究几种可能解释该张力的 SM 扩展，例如顺序 SM 情形下重 $\mathrm{W}^{\prime}$ 玻色子的产生、优先与第三代费米子耦合的轻夸克，以及通过有效场论的解释。此类模型不仅能解释 $R_{D^{(\ast)}}$ 异常，还能在 LHC 上产生独特信号。我们提出不同的可行性研究，以在 LHC 上探测这些情形，考虑含一个 $\mathrm{b}$-夸克候选、一个强子衰变 tau 轻子（$\tau_{h}$）和丢失横动量（$p^{miss}_{\mathrm{T}}$）的末态。每种模型的选择标准均已优化以实现最佳信号显著性。研究在不同 LHC 运行条件下进行，对应 $\sqrt{s} = 13 \, \mathrm{TeV}$ 和 13.6 $\mathrm{TeV}$，以及不同亮度（150~$\mathrm{fb}^{-1}$ 和 3000~$\mathrm{fb}^{-1}$）。