利用 LHC 上的 $t\bar{t}j$ 过程进行顶夸克质量研究

精确测量顶夸克质量（标准模型的基本参数之一）是大型强子对撞机 (LHC) 顶夸克研究的最重要目标之一。除了标准方法外，还采用了许多新的可观测量和重建技术，以提高整体精度并对各种系统不确定性提供不同的灵敏度。最近，针对 $pp \to t\bar{t}j$ 产生过程，提出了 $t\bar{t}$ 系统与来自顶夸克衰变之外的主导额外喷注的归一化逆不变质量分布，记为 ${\cal R}(m_t^{pole},\rho_s)$。本文对该可观测量进行了详尽的理论预测研究，并包含了顶夸克衰变。我们专注于 LHC 上 $\sqrt{s}=13$ TeV 条件下双轻子顶夸克衰变道的固定阶 NLO QCD 计算。首先 investigated 了对提取 $m_t$ 的影响，随后量化了相关的不确定性。在一种方法中，我们包含了所有干涉、离壳效应和非共振背景。这与另一种采用窄宽度近似处理顶夸克衰变的方法形成对比。在后一种情况下，采用了两种情形：对 $pp\to t\bar{t}j$ 产生过程进行 NLO QCD 修正并配合领头阶衰变，以及更复杂的情形即在顶夸克衰变中也存在 QCD 修正和喷注辐射。研究了 ${\cal R}(m_t^{pole},\rho_s)$ 对顶夸克质量的灵敏度，并与其他可观测量进行了比较：顶 - 反顶对的不变质量、$b$-喷注与带电轻子的最小不变质量，以及 $t\bar{t}j$ 系统的总横向动量。