通过希格斯粒子奇异衰变到bbmumu揭示轻标量粒子
高能物理 - 唯象学
2015-06-09 v3 高能物理 - 实验
摘要
寻找希格斯粒子奇异衰变是探索新物理的重要途径。特别是，希格斯玻色子的小宽度使其衰变对轻隐藏扇区的存在具有独特的敏感性。在这里，我们评估了奇异希格斯衰变搜索h -> 2X -> bbmumu在质量范围15至60 GeV内约束具有CP偶（X = s）和CP奇（X = a）单态标量粒子的理论的潜力。这种衰变通道在许多情景中自然出现，例如添加单态的标准模型、添加单态的双希格斯二重态模型（2HDM+S）——包括次最小超对称标准模型（NMSSM）——以及隐藏山谷模型。2b2mu通道可能是许多模型的最佳发现途径。它具有竞争性的探测能力，并且与4b、4tau和2tau2mu等其他通道相比，对低横动量b和τ重建的依赖更小。我们分析了2b2mu搜索在8和14 TeV LHC（包括HL-LHC）上的灵敏度。我们考虑了三种类型的分析，分别采用聚类半径R ~ 0.4的传统分辨b喷注、R=0.2的薄b喷注以及喷注子结构技术。后两种分析提高了对m_X ~ 15 GeV的探测能力，此时两个b喷注是增强的且常常合并。我们发现，在HL-LHC上，Br(h -> 2X -> 2b2mu)可以在整个考虑的X质量范围内被约束在几×10^-5的水平。这对应于在2HDM+S模型（包括NMSSM）中，根据希格斯汤川耦合类型，对Br(h->2X)的探测能力达到1-10%。
引用
@article{arxiv.1412.4779,
title = {Uncovering light scalars with exotic Higgs decays to bbmumu},
author = {David Curtin and Rouven Essig and Yi-Ming Zhong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.4779},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 6 figures; v3: fix minor typos