使用ATLAS探测器搜索独家的W玻色子子衰变W^{±}→π^{±}γ,W^{±}→K^{±}γ和W^{±}→ρ^{±}γ

科学领域:

• 高能物理 高能物理
• 粒子物理学 粒子物理学
• 量子色态动力学 量子色态动力学

背景情况:

• W玻色子是标准模型中的基本粒子.
• 单独的W玻色子哈德龙衰变是罕见的,并为理论模型提供了严格的测试.
• 量子染色力学 (QCD) 的因子化形式主义对于计算撞击器中的粒子生产截面至关重要.

研究的目的:

• 为了寻找W玻色子的独家龙衰变:W±→π±γ,W±→K±γ,和W±→ρ±γ.
• 为这些罕见衰变的分支分数设定新的上限.
• 探索这些衰变的潜力,以测试QCD分解和测量未来撞击器上的W玻色子质量.

主要方法:

• 分析ATLAS探测器收集的质子-质子碰撞数据.
• 使用高达140 fb-1的数据集,质量中心能量为13 TeV.
• 统计分析以95%的置信度为分支分数的上限.

主要成果:

• 迄今为止最严格的上限是为分支分数建立的.
• B ((W±→π±γ) < 1.9 × 10−6 的情况.
• B ((W±→K±γ) <1.7 × 10−6 的情况.
• B ((W±→ρ±γ) < 5.2 × 10−6 的情况.

结论:

• 该搜索为验证高能物理学的理论预测提供了关键数据.
• 既定的极限限制了超越标准模型的新物理场景.
• 这些罕见的衰变为未来撞击器精确测量W玻色子质量提供了有希望的途径.