eejj-отклонение

Что обнаружено

Коллаборация CMS изучила рождение лептонной пары в сопровождении двух адронных струй: eejj или μμjj-события. Лептоны могли быть как одинакового, так и противоположного знака заряда. В eejj-канале, в  области инвариантных масс 1,8 ТэВ < M_eejj < 2,2 ТэВ зарегистрировано 14 событий, в то время как ожидалось 4. Локальная статистическая значимость эффекта — 2,8σ. В мюонном канале превышения не обнаружено.

Распределение по полной инвариантной массе для eejj-канала (слева) и μμjj-канала (справа). Источник

Первоначальные данные сеанса Run 2 не подтверждали отклонение, и когда CMS повторила анализ на всей статистике 2016 года, аномалия безоговорочно была закрыта.

Комментарии

Сентябрь 2015. Эта работа имела вполне конкретную мотивацию — поиск гипотетических тяжелых W_R-бозонов, которые могли бы распадаться на лептон и тяжелое, и опять же гипотетическое, правое нейтрино. Дальше тяжелое нейтрино распадалось бы снова на лептон и адроны, так что полная цепочка распада была бы

Поскольку распад происходит последовательно, нет жестких ограничений на инвариантную массу ни лептонной пары, ни адронов. Поэтому отбор здесь мягче, чем в поиске дибозонных резонансов (как в случае 2-тэвных аномалий в данных ATLAS и CMS), а число событий — больше.

Среди 14 зарегистрированных событий, одно содержало электроны одинакого знака заряда, а не электрон-позитронную пару. Впрочем, фон ожидался на уровне половины события, поэтому дополнительной загадки это не содержит. Однако тот факт, что превышения в одноименно заряженных электронах не видно, накладывает ограничения на модели с тяжелыми нейтрино, претендующими на объяснение эффекта.

Декабрь 2017. Коллаборация CMS представила предварительные результаты этого же анализа на всей статистике 2016 года. Объем данных в районе инвариантной массы 2 ТэВ возрос в разы по сравнению с Run 1, однако никакого намека на подтверждения аномалии, ни в электронном, ни в мюонном канале видно не было.

Распределение по инвариантной массе комбинации eejj по данным детектора CMS, накопленным в 2016 году. Экспериментальные данные (точки) в пределах погрешностей согласуются с фоном от различных процессов Стандартной модели. Изображение с сайта cds.cern.ch

Ссылки

Экспериментальные данные

• CMS coll., Search for a heavy right-handed W boson and a heavy neutrino in events with two same-flavor leptons and two jets at sqrt(s)=13 TeV // предварительная публикация CMS-PAS-EXO-17-011.
• CMS coll., Search for heavy neutrinos and W bosons with right-handed couplings in proton-proton collisions at √s = 8 TeV // arXiv:1407.3683 [hep-ex].

Популярные сообщения

• Аномалия в рождении eejj-системы не подтвердилась // «Элементы», 29.01.2018.

Примеры объяснения

• Unified explanation of the eejj, diboson and dijet resonances at the LHC // arXiv:1508.02277 [hep-ph].