利用子系统MT2在强子对撞机含缺失能量衰变链中实现完整质量测定
摘要
我们提议使用MT2概念来测量SUSY类事件中所有粒子的质量，此类事件包含两个不可观测的全同粒子。为此，我们推广了MT2的通常定义，并定义了一个新的MT2(n,p,c)变量，该变量可应用于各种子系统拓扑以及完整事件拓扑。我们推导了其端点MT2{max}(n,p,c)作为子链末态粒子未知测试质量Mc和来自初态辐射的横动量pT的函数的解析公式。我们证明了端点函数MT2{max}(n,p,c)(Mc,pT)可能表现出三种不同类型的扭结，并讨论了每种类型的起源。我们证明，子系统MT2(n,p,c)变量本身就能提供足够数量的测量，以实现质量谱（包括整体质量标度）的完整测定。作为示例，我们考虑了包含最多三个重粒子X2 -> X1 -> X0的衰变链这一简单情况，这对所有其他质量测量方法而言都相当棘手。我们提出了三种基于MT2的不同方法，每种方法都能完整测定粒子X0、X1和X2的质量。第一种方法仅使用在测试质量Mc的单个固定值处的MT2(n,p,c)端点测量。第二种方法将未知质量谱拟合到一个或多个表现出扭结的端点函数MT2{max}(n,p,c)(Mc,pT)。第三种方法是混合方法，将MT2端点与不变质量分布中运动学边缘的测量相结合。作为我们方法的实际应用，我们表明，Tevatron上的双轻子W+W-和tt-bar样本可用于独立测定顶夸克、W玻色子和中微子的质量，而无需任何先验假设。
引用
@article{arxiv.0810.5576,
title = {Using Subsystem MT2 for Complete Mass Determinations in Decay Chains with Missing Energy at Hadron Colliders},
author = {Michael Burns and Kyoungchul Kong and Konstantin T. Matchev and Myeonghun Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.5576},
year = {2009}
}
备注
47 pages, 9 figures. revised version, published in JHEP. Major addition: a new appendix with the complete set of formulas for the MT2 endpoints as functions of the upstream transverse momentum pT and test mass Mc