В поисках экзотических распадов Хиггса: или: Как я научился не волноваться и полюбил долгоживущие частицы

Отсутствие новой физики в ТэВном масштабе, наблюдаемое до сих пор на Большом адронном коллайдере (БАК), мотивирует растущее внимание к поискам новых слабосвязанных частиц и экзотических сигнатур. В частности, частицы с макроскопическим средним собственным временем жизни, известные как долгоживущие частицы (LLP), представляют значительный интерес из-за их способности ускользать от большинства поисков, основанных на предположении, что частицы за пределами стандартной модели распадаются вблизи первичного взаимодействия. точка. Многие модели, направленные на решение различных проблем Стандартной модели (СМ), вводят новые частицы с временем жизни, которое либо не ограничено, либо даже показано, что они предпочитают макроскопический режим. Эти теории часто указывают на бозон Хиггса как на возможный портал в новую физику, при этом экзотические распады Хиггса являются основным феноменологическим следствием и средством открытия. Как с точки зрения теории, так и с точки зрения экспериментальных ограничений, существует хорошая мотивация рассмотреть сценарий, в котором частицы, образующиеся в результате этих экзотических распадов, имеют макроскопическое собственное время жизни и дают уникальные сигнатуры детектора. Эта работа описывает поиск экзотических распадов бозона Хиггса на два длинных -живые нейтральные частицы со спином 0, которые впоследствии распадаются на пары b-кварков, создавая поразительный признак смещенных адронных струй во внутреннем детекторе ATLAS. Несколько других поисков ATLAS ранее исследовали эту топологию распада, исключая коэффициенты ветвления бозона Хиггса до LLP более 10% для собственных времен жизни более 100 мм. Эти поиски основывались на специальных триггерах, предназначенных для отбора событий с распадом LLP в калориметре ATLAS или мюонном спектрометре. Отсутствие эквивалентного триггера для распадов LLP во внутреннем детекторе ATLAS было ограничивающим фактором при исследовании времени жизни LLP менее 100 мм. Чтобы обойти трудности запуска при распадах LLP, поиск, представленный в этой диссертации, использует режим производства, связанный с ZH, полагаясь на сигнатуры лептонного триггера, чтобы [...]