在$\sqrt{s}=7$ TeV的LHC上$Z'_{B-L}$的发现潜力

我们展示了在$\sqrt{s}=7$ TeV质心能量下，大型强子对撞机（LHC）在$U(1)_{B-L}$扩展标准模型（也包含三个重Majorana中微子）的$Z'$扇区中的发现潜力，考虑了$Z'_{B-L}\rightarrow e^+e^-$和$Z'_{B-L}\rightarrow \mu^+\mu^-$衰变通道。在$Z'_{B-L}$玻色子质量较小的情况下，电子比μ子对更小的耦合具有更高的灵敏度。假设积分亮度最多为$\int \mathcal{L} \sim 1 fb^{-1}$，在$\sqrt{s}=7$ TeV下运行的LHC将能够在较低质量区域给出与Tevatron即将获得的结果相似的结果，并将其扩展到更重的$M_{Z'}$。在LHC（Tevatron）上，$5\sigma$发现可能达到$M_{Z'}=1.2$（0.9）TeV，而在LHC上$2\sigma$排除可能达到$M_{Z'}=1.6$ TeV。对于$M_{Z'}=600$ GeV，新的规范耦合$g'_1$可以在LHC和Tevatron上以$5\sigma$的置信度探测到低至$\sim (3 \div 4) \cdot 10^{-2}$（通过电子）和$\sim (4 \div 5) \cdot 10^{-2}$（通过μ子）。该模型中的$Z'$玻色子在LHC上展现出新的特征，例如通过重中微子的多轻子和多喷注衰变，这使得可以测量所涉及的重中微子质量。最后，同时测量重中微子质量和衰变长度（在参数空间的大区域内，重中微子是相当长寿命的粒子）可以估计母轻中微子的绝对质量。