通过 LHC 上的混合衰变发现 sbottom

在 LHC 上搜寻 SUSY 中的底夸克伴子时，通常的做法是假设给定搜寻通道具有 $100\%$ 的衰变分支比。在现实的 MSSM 情景中，通常存在不止一种显著的衰变模式，这显著削弱了当前 LHC 上 sbottom 的搜寻限制。另一方面，多种衰变模式的组合为 sbottom 搜寻提供了替代的发现通道。在本文中，我们给出了几个代表性质量参数情景下的 sbottom 衰变。然后我们分析了在 QCD 中成对产生的 sbottom 信号，其中一个 sbottom 通过 $\tilde{b}\rightarrow b \chi_1^0,\ b \chi_2^0$ 衰变，另一个通过 $\tilde{b} \rightarrow t \chi_1^\pm$ 衰变。伴随 gaugino 随后衰变为规范玻色子或 Higgs 玻色子 $\chi_2^0 \rightarrow Z \chi_1^0,\ h \chi_1^0$ 和 $\chi_1^\pm \rightarrow W^\pm \chi_1^0$，我们在 14 TeV LHC 和 300 ${\rm fb^{-1}}$ 积分亮度下研究了这些信号的探测范围。对于左旋底夸克伴子，我们发现当 250 GeV $< m_{\chi_1^0} <$ 350 GeV 时，高达 920 GeV 的质量可以在 5$\sigma$ 显著性下被发现，或者在 $h$ 通道（$\mu>0$）中以 95% 置信水平被排除至 1050 GeV；类似地，对于 $Z$ 通道（$\mu<0$），可以被发现至 840 GeV，或在 95% 置信水平被排除至 900 GeV。将同一 SUSY 参数情景下的 sbottom 和 stop 信号结合起来以获得最佳灵敏度，这比单独探测 sbottom 或 stop 的范围大约好 150 GeV。对于具有 $\tilde{b} \tilde{b}^* \rightarrow b \chi_1^0,\ t \chi_1^\pm$ 通道的右旋底夸克伴子，我们发现高达 880 GeV 的 sbottom 质量可以在 5$\sigma$ 显著性下被发现，或在 95% 置信水平被排除至 1060 GeV。