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探索Type-I双希顿双体模型中轻质希顿的顶对关联双光子通道

高能物理 - 唯象学 2026-03-03 v5 高能物理 - 实验

摘要

受95 GeV双光子偏差信号的启发,我们探讨了Type-I双希顿双体模型(2HDM-I)在当前理论和实验约束下解释该信号的能力。使用完整的蒙特卡罗(MC)模拟,对过程 ppt(W+b)tˉ(Wbˉ)h(γγ)pp \to t(\to W^+ b)\bar{t}(\to W^- \bar{b})h(\to \gamma\gamma) 进行计算,评估95 GeV希顿玻色子在未来实验中的发现潜力。直接希顿搜索强烈约束参数 α\alpha,排除 α0.95\alpha \lesssim 0.95 的区域。蒙特卡罗结果表明,若HL-LHC以 L=3 ab1L = 3~\mathrm{ab}^{-1} 的总束流积取样,需达到0.3 fb的最小横截面才能实现 5σ5\sigma 信号统计显著性;相同积取样下,HE-LHC和FCC-hh分别要求0.67 fb和2.36 fb。以14 TeV HL-LHC为例,若总束流积为 3 ab13~\mathrm{ab}^{-1},可在 5σ5\sigma2σ2\sigma 显著性水平探测 sin(βα)0.4\sin(\beta-\alpha) \gtrsim 0.4sin(βα)0.25\sin(\beta-\alpha) \gtrsim 0.25 的参数区域;以27 TeV HE-LHC为例,若总束流积为 10 ab110~\mathrm{ab}^{-1},灵敏度提升至 sin(βα)0.25\sin(\beta-\alpha) \gtrsim 0.255σ5\sigma)和 0.15\gtrsim 0.152σ2\sigma);以100 TeV FCC-hh为例,若总束流积为 30 ab130~\mathrm{ab}^{-1},即便是 sin(βα)0.1\sin(\beta-\alpha) \gtrsim 0.1sin(βα)0.05\sin(\beta-\alpha) \lesssim -0.05 的区域也可在 5σ5\sigma 水平覆盖。即便提高能量或积取,sin(βα)0\sin(\beta-\alpha) \approx 0 附近的参数区域在双光子通道仍难以探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.13636,
  title  = {Probing Type-I 2HDM light Higgs in the top-pair-associated diphoton channel},
  author = {Yabo Dong and Kun Wang and Jingya Zhu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.13636},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 7 figures, 4 tables, Accepted by PRD