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高能物理 - 现象学

arXiv:2505.15187 (hep-ph)
[提交于 2025年5月21日 ]

标题: 探测翻转两Higgs双重模型中的低质量伪标量

标题: Probing the low mass pseudoscalar in flipped Two Higgs Doublet Model

Authors:Dilip Kumar Ghosh, Biswarup Mukhopadhyaya, Sirshendu Samanta, Ritesh K. Singh
摘要: 翻转两Higgs双重态模型(2HDM)的唯象学研究到目前为止相对较少,与其它更常讨论的类型相比更是如此。 研究发现,这一情景和其他几种情景一样,允许存在一个轻质量的中性赝标量粒子$A$,其质量范围在20至60 GeV之间,且与当前所有实验数据和理论限制一致。 然而,这个赝标量粒子几乎完全衰变为$b\bar{b}$对的事实,使得它在大型强子对撞机(LHC)上的识别成为一个具有挑战性的任务。 在确定翻转2HDM参数空间中产生轻质赝标量的区域后,我们在过程$pp \rightarrow A Z(Z^{*}) \rightarrow b\bar{b} \ell^+ \ell^-$中识别出一个有用的搜索通道。 基于切割分析,继而使用基于Boosted Decision Trees的方法分析表明,即使考虑系统不确定性,翻转2HDM中的轻质$A$情景在高亮度LHC运行中应该能够以相当高的统计显著性被检测到。 此外,参数空间的某些部分,特别是在$m_A = 30 - 40$GeV 附近,在Run-2期间本身就有望达到发现水平的探测能力。
摘要: The phenomenology of the flipped two-Higgs-doublet model (2HDM) is relatively less explored so far, as compared to the other, commonly discussed, types. It is found that this scenario, like several others, admits of a light neutral pseudoscalar $A$ in the mass range 20 - 60 GeV, consistently with all current experimental data and theoretical constraints. However, the fact that such a pseudoscalar decays overwhelmingly into a $b\bar{b}$ pair makes its identification at the Large Hadron Collider (LHC) a challenging task. After identifying the region of the flipped 2HDM parameter space yielding a light pseudoscalar, we identify a useful search channel in the process $pp \rightarrow A Z(Z^{*}) \rightarrow b\bar{b} \ell^+ \ell^-$. A cut-based analysis, followed by one based on Boosted Decision Trees, shows that the light-$A$ scenario in flipped 2HDM should be detectable with rather high statistical significance at the high-luminosity LHC run, even after including systematic uncertainties. Furthermore, part of the parameter space, especially around $m_A = 30 - 40$ GeV is amenable to detection at the discovery level within Run-2 itself.
评论: 22页,15幅图
主题: 高能物理 - 现象学 (hep-ph)
引用方式: arXiv:2505.15187 [hep-ph]
  (或者 arXiv:2505.15187v1 [hep-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.15187
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

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来自: Sirshendu Samanta [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 5 月 21 日 07:05:28 UTC (2,075 KB)
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