利用前向缪子改进 LHC W 玻色子质量测量的前景

ATLAS 和 CMS 实验计划测量 $W$ 玻色子质量，但由于 PDF 的不确定性，目前它们可能无法与当前 15~MeV 的世界平均精度相竞争。我们讨论了 LHCb 实验基于 $W \to \mu\nu$ 衰变中带电轻子横向动量 $p_T^{\ell}$ 谱进行测量的潜力。LHCb 独特的前向接受度意味着其 PDF 不确定性将与 ATLAS 和 CMS 基于 $p_T^{\ell}$ 的测量的不确定性呈反相关。我们计算了来自 $p_T^{\ell}$ 分布的 ATLAS、CMS 和 LHCb 的 $m_W$ 测量值的平均。考虑 PDF 不确定性后，该平均值比仅结合 ATLAS 和 CMS 的平均值精确 1.3 倍。尽管 LHCb 中 $W$ 的产生率相对较低，我们估计利用 Run-II 数据集，可以进行具有足够实验精度的测量，以利用这种 PDF 不确定性的反相关性。中性流 Drell-Yan 过程中轻子对横向动量分布的建模可能是该测量的限制因素，值得进一步研究。