Исследование процессов с участием топ-кварка и проявления возможных отклонений от Стандартной Модели тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.16, кандидат наук Баскаков, Алексей Владиславович

• Баскаков, Алексей Владиславович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Баскаков, Алексей Владиславович

Введение ........................................................................4

Глава 1. Краткий обзор физики топ-кварка на адронных

коллайдерах..........................................................10

1.1 История открытия........................................................10

1.2 Топ-кварк в Стандартной Модели......................................11

1.2.1 Характеристики и роль топ-кварка в рамках СМ............12

1.3 Процесс парного рождения Ы. ........................................14

1.4 Одиночное рождение топ-кварка......................................16

1.5 Физика топ-кварка за рамками СМ....................................18

Глава 2. Модельно-независимый метод измерения ширины

топ-кварка............................................................22

2.1 Постановка задачи......................................................22

2.2 Моделирование основного сигнального процесса дд ^ ¿Ж-Ь. ... 23

2.2.1 Параметризация ширины топ-кварка..........................23

2.2.2 Кинематика процесса дд ^ ¿Ж-Ь..............................24

2.2.3 Анализ распределения Брейта-Вигнера........................28

2.2.4 Статистический анализ..........................................30

2.2.5 Линеаризованные численные оценки..........................30

2.3 Моделирование полного сигнального процессарр ^ W-ЬЬ. . . 33

2.3.1 Особенности кинематики процесса рр ^ W+W-ЬЬ..........33

2.3.2 Статистический анализ и численные результаты............39

2.4 Выводы по главе 2........................................................42

Глава 3. Постановка ограничений на массу №' бозона из

процессов двухфотонного распада бозона Хиггса и

рождения одиночного топ-кварка..............................45

3.1 Постановка задачи......................................................45

3.2 Двухфотонный распада бозона Хиггса................................46

3.3 Рождение одиночного топ-кварка в й-канале..........................49

Стр.

3.4 Феноменологический анализ и комбинация результатов............50

3.4.1 Распад бозона Хиггса в два фотона............................50

3.4.2 й-канальное рождение одиночного топ-кварка................53

3.5 Выводы по главе 3........................................................57

Глава 4. Рождение одиночного топ-кварка в столкновениях тяжелых ионов на Большом Адронном Коллайдере

(ЬНС)..................................................................60

4.1 Постановка задачи......................................................60

4.2 Моделирование рождения одиночного топ-кварка....................62

4.2.1 Моделирование начального состояния на картонном

уровне............................................................62

4.2.2 Моделирование конечного состояния и эффектов, вызванных взаимодействием с ядерной средой................66

4.3 Влияние ядерной среды на наблюдаемые кинематические распределения............................................................68

4.4 Выводы по главе 4........................................................70

Заключение......................................................................72

Благодарности..................................................................73

Список сокращений и условных обозначений..........................74

Список литературы ..........................................................76

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование процессов с участием топ-кварка и проявления возможных отклонений от Стандартной Модели»

Актуальность темы исследования

В настоящий момент известно четыре фундаментальных взаимодействия: электромагнитное, слабое, сильное и гравитационное. Стандартная Модель (СМ) [1 3], являясь квантовой теорией взаимодействия элементарных частиц, позволяет описывать электромагнитные, слабые и сильные взаимодействия, основываясь на принципах локальной калибровочной инвариантности. Модель включает фермионный сектор кварков и леитонов, частиц не проявляющих внутренней структуры и имеющих полуцелый спин 2, а также сектор калибровочных бозонов - переносчиков взаимодействия, обладающих целым спином 1. Отдельное место в модели занимает скалярное поле бозона Хиггса, отвечающее за механизм спонтанного нарушения симметрии и появлению масс, у первоначально безмассовых полей. Можно считать, что для открытия всех частиц предполагаемых в СМ потребовалось 115 лет, начиная с открытия электрона Дж. Дж. Томсон в 1987 году [4] и заканчивая открытием бозона Хиггса коллаборациями Atlas и CMS в 2012 году [5; 6]. Однако, экспериментальное наблюдение предсказанных теорией частиц является лишь первым шагом на пути понимания природы. Впечатляющее согласие огромного числа экспериментальных данных с предсказаниями СМ привело к появлению отдельной области в физике элементарных частиц: физика за рамками Стандартной Модели (BSM physics). Прецизионное изучение свойств частиц, поиск редких каналов распада, проверка наличия отклонений при повышении точностей экспериментальных измерений в уже известных каналах является важнейшей задачей физики за рамками СМ. Одним из наиболее перспективных направлений поиска отклонений от СМ является сектор топ-кварка. В данной работе рассматриваются отдельные, ранее не исследованные, аспекты физики топ-кварка и проводятся оценки потенциала их дальнейшего изучения при энергиях действующих и перспективных ускорителей элементарных частиц.

Предсказания существования топ-кварка появились ещё в середине 1970 годов как партнёра Шкварка по слабому изоспину с зарядом +1. Из соотношения масс уже известных на тот момент кварков предполагалось, что масса топ-кварка будет порядка трёх масс 6-кварка. Однако, поиски адрона, состоящего из /i-пары с массой 30 ГэВ, не увенчались успехом и экспериментально

обнаружить топ-кварк удалось лишь в 1995 году в парном рождении на ускорителе Тэватрон [7; 8] с массой более 160 ГэВ. На сегодняшний день топ-кварк обладает самой большой массой из известных элементарных частиц, и в сравнении с другими кварками, его масса известна с наилучшей точностью менее одного процента. Также не подтвердилась гипотеза об образовании связанных состояний ¿¿-пары. Ширина топ-кварка Г оказалась порядка 1.5 ГэВ, что существенно превышает характерный масштаб сильных взаимодействий ЛQCD ~ 200 МэВ. Несмотря на высокую точность измерения массы топ-кварка, прямое измерение ширины имеет точность порядка ~ 50% [9], и повышение точности прямых, моделыю-независимых измерений представляет научный интерес.

В силу большой массы и близкой к единице константе Юкавы ^ = л/^тг/у, V - вакуумное среднее поля Хиггса, топ-кварк вносит значительный вклад в квантовые петлевые поправки ко многим электрослабым процессам. Так, например, топ-кварк играет важную роль в процессе распада бозона Хиггса на два фотона, часто называемом "золотым каналом" из-за низкого соотношения сигнала и фона, позволившим впервые экспериментально обнаружить предсказанный более 50 лет назад одноимённый бозон. Комбинация каналов с прямым рождением топ-кварка и петлевым участием при поиске новой физики может повышать точность получаемых ограничений и является актуальной задачей поиска отклонений от СМ.

Топ-кварк имеет время жизни порядка г^ = 1/Г ~ 5 х 10-25 с и распадается до образования связанного состояния Тцсв = 1/Лцсв ~ 3 х 10-24 с. Ещё одной отличительной особенностью топ-кварка является крайнее малое смешивание с кварками первого и второго поколения, и он распадается с близкой к 100% вероятностью на Ж-бозон и 6-кварк, что отражается в модели близким к единице элементном ^ СКМ-матрицы. Малое время жизни и единственный доминирующий канал распада на Ж-бозон и 6-кварк, а также существенно возросшие энергии в экспериментах по столкновению тяжелых ионов, делают топ-кварк доступным для регистрации и открывают возможность к изучению свойств кварк-глюонной плазмы по влиянию на продукты распада топ-кварка, что позволит лучше понимать самые ранние этапы формирования Вселенной.

Цели и задачи исследования

Рассмотрение отдельных, ранее не изученных, аспектов физики топ-кварка в протон-протонны и нуклон-нуклонных столкновениях и перспектив их

дальнейших исследований при энергиях действующих и проектируемых ускорителей.

Представление нового метода измерения ширины топ-кварка, одного из важнейших параметров сектора топ-кварка, с целью повышения точности её дальнейшего моделыю-независимого экспериментального измерения.

Получение оценки возможных ограничений на массу W'-бозона в рамках стабилизированной модели мира на бране, как одного из сценариев возможного расширения СМ, из комбинации процессов двухфотонного распада бозона Хиггса и процесса одиночного рождения топ-кварка.

Изучение процесса рождения одиночного топ-кварка в столкновениях тяжёлых ионов. Исследование потенциала использования топ-кварка как нового жёсткого пробника свойств кварк-глюонной плазмы.

Научная новизна

В работе предложен новый, модельно-независимый и калибровочно-инва-риантный метод измерения ширины топ-кварка. Рассматривается возможность его применения к повышению точности прямых, моделыю-независимых измерений ширины топ-кварка.

Выполнена новая оценка возможности получения ограничений на массу W' бозона из комбинации двух независимых каналов.

Впервые проведено моделирование процесса рождения одиночного топ-кварка в столкновениях ядер свинца и рассмотрено влияние ядерной среды на продукты распада топ-кварка.

Достоверность

В диссертационной работе использовались известные и отлично себя зарекомендовавшие программы Монте-Карло моделирования MCFM, СотрНЕР, Pythia, PYQUEN, использующиеся для вычисления сечений рассеяния, моделирования жёстких картонных процессов, их дальнейшей адронизации и фрагментации, а также учёта вклада эффектов ядерной среды в ряде экспериментов (DO, CMS и др.) и огромном числе феноменологических анализов. Частные случаи результатов моделирования находятся в хорошем согласии с существующими экспериментальными данными, что подтверждает корректность выполненных расчётов и позволяет экстраполировать теоретическое моделирование на ещё не изученные области энергий и параметров.

Практическая значимость

Предложенный в работе метод измерения ширины топ-кварка может быть использован для повышения точности экспериментального измерения этого важного параметра Стандартной Модели. Оценки достижимых областей масс Ж'-бозоиа подтверждают возможность экспериментальной проверки класса стабилизированных моделей мира на бране на проектируемых ускорителях. Проведённые исследования рождения одиночного топ-кварка в столкновениях ядер свинца представляют научную значимость и учитываются при формировании научной программы проектируемого ускорителя РСС-АА [10]. Выполненные обновления интерфейсов Монте-Карло генератора СотрНЕР могут быть использованы как при исследованиях, связанных с моделированием различных проявлений расширений СМ, так и при создании Монте-Карло событий для будущих экспериментальных анализов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Сечение процесса дд ^ так же, как и процесса рр ^ W+W-ЬЬ в различных областях фазового пространства, имеет различную зависимость от параметров, изменяющих ширину топ-кварка, что позволяет получить оценки достижимых точностей измерения ширины топ-кварка на основе разработанного моделыю-независимого и калиб-ровочно-инвариантного метода.

2. Зависимость парциальной ширины распада бозона Хиггса в два фотона и сечения рождения одиночного топ-кварка от вклада, предсказываемого в стабилизированных моделях мира на бране нового Ж'-бозона, позволяет сделать предсказание для достижимых областей масс этого бозона при его поисках на действующих и будущих ускорителях.

3. Процесс рождения одиночного топ-кварка имеет достаточно большое сечение и видимую частоту событий для номинальной светимости ЬНС, что делает возможным его регистрацию и изучение в столкновениях ядер свинца.

4. Вызванные ядерной средой потери энергии партонов, проявляются в изменениях различных характеристик продуктов распада топ-кварка в столкновениях ядер свинца по отношению к протон-протонным столкновениям, что, в частности, приводит к размытию и уменьшению среднего и максимального значений инвариантной массы Ж-бозона и 6-струи от распада топ-кварка, существенное смягчение распределений

по поперечному импульсу струй как от распада топ-кварка, так и ассоциированных с ним.

Личный вклад

Все представленные к защите результаты были получены либо самим автором, либо при его определяющем участии. Автором был выполнен полный цикл Монте-Карло моделирования различных процессов и их дальнейший анализ. Был разработан внешний модуль для автоматизации вычислений в программном пакете СотрНЕР, позволяющий проводить сканирование по любым параметрам модели. Также был доработан программный интерфейс для применения ядерных структурных функций в пакете СотрНЕР.

Апробация работы и публикации

Основные научные результаты диссертации опубликованы в 4 печатных работах [11 14] в рецензируемых научных изданиях, индексируемых в базах данных Web of Science, Scopus, и докладывались на научных конференциях:

1. XXII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2015"(13-17 апреля 2015 г., Москва, Россия) ;

2. QFTHEP'2015 (24 июня - 1 июля 2015 г., Самара, Россия) и QFTHEP'2017 (26 июня - 3 июля 2017 г., Ярославль, Россия);

3. Международная сессия-конференция Секции ядерной физики Отделения физических наук РАН "Физика фундаментальных взаимодействий" (12-15 апреля 2016 г., ОИЯИ, Дубна, Россия);

4. Ломоносовские чтения - 2016, Ломоносовские чтения - 2017, Ломоносовские чтения - 2018, МГУ им. М.В. Ломоносова, Россия

5. QUARKS-2018 20th International Seminar on High Energy Physics (27 мая - 2 июня 2018 г., Валдай, Россия);

Представленные в диссертации работы были выполнены при поддержке грантов РФФИ 12-02-91505 и 13-02-01050, гранта Президента РФ для поддержки научных школ 3042.2014.2 и гранта РНФ 16-12-10280.

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Её объем составляет 93 страницы, она включает 37 рисунков и 2 таблицы. Список литературы включает 186 наименований.

В Главе 1 представлен краткий обзор современного состояния физики топ-кварка. Приведены актуальные экспериментальные данные и направления дальнейших исследований.

В Главе 2 описан модельно-независимый и калибровочно-инвариантный метод измерения ширины топ-кварка из комбинации сечений двухрезонансной, однорезонансной и безрезонансной кинематических областей. Приведены результаты моделирования двух процессов дд ^ ЬШ-Ь и рр ^ W-ЬЬ и оценки возможных ограничений на ширину топ-кварка при заданной экспериментальной точности измерения сечений данных процессов в ограниченных объёмах фазового пространства.

В Главе 3 в рамках стабилизированной модели мира на браие был рассмотрен вклад W'-бозона и остальной КК башни Ж-бозона в двухфотонный распад бозона Хиггса и рождение одиночного топ-кварка. Проведено сравнение вычисленной в данной модели силы сигнала с экспериментальными данными ЬНС. Получены возможные ограничения на массу W'-бозона в зависимости от его константы связи с фермионами Стандартной Модели (СМ). Приведены оценки доступных ограничений для будущих ускорителей.

В Главе 4 проведён анализ рождения одиночного топ-кварка в столкнове-

5.5

для пары нуклонов на ЬНС. В анализе учтён протонно нейтронный состав ядер. Моделировании сечения и кинематических свойств рождения одиночного топ-кварка выполнены в следующем за ведущим (МЬО) порядке точности. Представлены оценки изменений различных характеристик продуктов распада топ-кварка вследствие взаимодействия партонных струй с кварк-глюонной средой. Также предсказывается связанное с изоспиновой инвариантностью исчезновение асимметрии в рождении топ/анти-топ кварков.

В Заключении кратко сформулированы основные результаты работы.

Глава 1. Краткий обзор физики топ-кварка на адронных

коллайдерах.

1.1 История открытия.

Открытие топ-кварка коддаборациями CDF и DO на ускорителе Тэватрон (FNAL) в 1995 году [7; 8] завершило долгую загадку шестого и последнего кварка Стандартной Модели (СМ), одновременно это стало началом новой головоломки понимания свойств топ-кварка, его роли в СМ и за её рамками.

В первоначальном виде, предложенном Гедд-Маном [15] и Цвейгом [17], адроны состояли из трёх легчайших кварков: и- ир(верхний), d- скжп(нижний), s - strange (странный). В 1963 году Кабибо заметил, что электрослабые токи, меняющие квантовое число S на единицу(Д£ = 1), отличаются силой взаимодействия от токов с Д5 = 0, что означало существование смешивания аромата кварков [18]. Четвертый, с - charm (очарованный) кварк, был введён для объяснения сильного подавления процесса с нейтральным током, меняющим аромат кварков (FCNC) К0 ^ М+М-, и, как следствие, наличия деструктивной интерференции в амплитуде рассеяния между и- и с-кварками, так называемый GIM механизм [19]. Открытие в 1974 году J/i^ резонанса в лабораториях BNL [20] и SLAC [21] связанного состояния сс кварков, завершило второе поколение квар-

Объяснение нарушению CP инвариантности в распадах нейтральных ка-онов [22] было предложено в работе Кабаяси и Маскава [23] посредством смешивания ароматов кварков, возможного в рамках СМ при наличии не менее трёх поколений кварков. После экспериментального обнаружения заряженного лептона из третьего поколения - т-лептона в SLAC в 1975 году [24] и связанного состояния bb Y резонанса в FNAL в 1977 [25] возник вопрос, является ли 6-кварк слабым синглетом, или частью нового дублета. Существование партнёра по изоспину у 6-кварка было мотивированно теоретически, необходимостью сокращения киральных аномалий в модели. Поиски адрона, состоящего из ¿¿-пары, велись в течение ряда лет, но так и не увенчались успехом, экспериментально обнаружить топ-кварк удалось лишь в 1995 году в лаборатории FNAL коддаборациями CDF [7] и DO [8].

и

Топ-кварк был открыт в процессе парного рождения, особенности данного канала описаны в разделе 1.3. Потребовалось ещё 14 лет после открытия, что бы зарегистрировать процесс одиночного рождения топ-кварка в 2009 году коллаборациями СОР [26] и Б0 [27], описанию особенностей этого канала посвящен раздел 1.4.

1.2 Топ-кварк в Стандартной Модели.

Стандартная Модель представляет собой квантовую теорию поля, основанную на группе калибровочной симметрии Зи(3)с х Зи(2)^ х и(1)у, включает группу симметрии электрослабого взаимодействия Зи(2)^ х и(1)у, впервые описанную в работе Глэшоу [1], когда для воспроизведения наблюдаемых электромагнитных и слабых взаимодействий лептонов были предложены, как минимум четыре векторных бозона, в современных обозначениях W±,^-бозоны и 7 фотон . В результате действия механизма спонтанного нарушения симметрии или ВЕН механизма [28; 29], позволившего объединить короткодействующие (массивные промежуточные бозоны W ± и дально-действующие (безмассовый фотон 7) взаимодействия в рамках одной теории в работах Вайндберга [2], Салама [3], группа Зи(2)^ х и(1)у (прямое произведение группы слабого изотопического спина на группу слабого гиперзаряда) нарушается до группы электромагнитного взаимодействия^(1)ето, которая так и остаётся ненарушенной. Переносчиками сильного взаимодействия постулируются восемь нейтральных безмассовых векторных калибровочных глюонов д7 ассоциированных с группой локальной цветовой симметрии Зи(3)с в работе Пати, Салама [30; 31], часто называемой группой сильного взаимодействия.

В дополнение к переносчикам взаимодействия, обладающим целым спином (0 - скалярный бозон Хиггса, 1 ± - бозонам, СМ включает в

1/2

объединены в три поколения в левые дублеты и правые синглеты по отношению к слабому изоспину.

1.2.1 Характеристики и роль топ-кварка в рамках СМ.

Взаимодействие топ-кварка с другими частицами СМ определяется приписываемыми ему квантовыми числами. Топ-кварк является фермионом и имеет спин s = 1/2. Как и все верхние компоненты изотопического дублета, имеет третью компоненту 13 = +1/2 и несёт дробный электрический заряд Qt = +2/3.

Топ-кварк обладает наибольшей массой из известных на данный момент элементарных частиц и единственным кварком, масса которого может быть определена прямым методом, через фитирование реконструированных кинематических распределений. Такую массу часто называют "генераторной", так как она является параметром в Монте-Карло модели, описывающей экспериментальные данные. Стандартный метод основан на кинематической реконструкции tt конечного состояния. Последние измерения па 35.9 фб-1 данных при энергии 13 ТэВ достигли точности ~ 0.3% и значением массы mt = 172.25±0.08(стат. + JSF)±0.62(сист.) [32] (JSF-jet scale factor). Однако, общим недостатком данного подхода является неоднозначность в определении массы, вызванная непертрубативными КХД эффектами. Альтернативные методы измерения связаны или с реконструкцией других кинематических характеристик, с целью исключения неопределённостей, связанных с разрешением и масштабом при восстановлении струй в калориметре и преимущественно основываются на трековых наблюдаемых, или с извлечением массы из других физических наблюдаемых, например, дифференциальных сечений. Точности при таком подходе оказываются несколько ниже, однако, комбинация нескольких дифференциальных распределений позволила достигнуть точности порядка ~ 1% [33]. Сравнение прямых методов измерения масс топ-кварка и Ж-бозона с непрямым фитированием электрослабых экспериментальных данных позволяет проверить согласованность СМ рис. 1.1 [34].

Топ-кварк распадается за счёт заряженного электрослабого тока t ^ W+q7 где q один из нижних кварков (d,s,b), и описывается в СМ Лагранжианом

Zwtb = ^0-1М1 (1 - 7s) t W- + h.c. (1.1)

где g - электрослабая константа связи, Vtq - элемент СКМ матрицы, отвечающий за изменение соответствующего аромата, q - сопряженный спинор нижнего кварка, t - спинор топ-кварка. Структура V - А заряженного тока

Рисунок 1.1: Контуры на уровне значимости 68% и 95%, полученные при одновременном сканировании т^ и М^ [ ]. Фит, включащий Мн (голубой) и не включающий (серый), сравниваются с прямыми измерениями (вертикальные и горизонтальные зеленые полосы и эллипсы). Прямые измерения в фит не включались. К прямому измерению массы топ-кварка добавлена теоретическая неточность 0.5 ГэВ.

отражает экспериментальный факт, что Ж-бозон взаимодействует только с левыми кварками и правыми антикварками. Полная ширина распада топ-кварка в пренебрежении сравнительно малой массой 6-кварка в лидирующем порядке определяется выражением

г<° = Й О - (1+2 и ^ (1'2)

где т^ и т^ массы топ-кварка и Ж-бозоиа, соответственно, Ср = л/2д2/(8 т^) константа Ферми. Теоретическое значение ширины, вычисленное в ММЬО порядке по КХД, с МЬО электрослабыми поправками, уменьшает значение,

10%

Парциальная ширина Г(£ ^ Wq) пропорциональна квадрату соответствующего элемента СКМ матрицы |2, экспериментальное соотношение \Vtbl >> 1 > \V~tdl отражает факт, что топ-кварк распадается с близкой к 100% вероятностью по каналу £ ^

Время жизни топ-кварка оказывается существенно меньшее = 1/Г ~ 5 х 10-25 с. характерного времени адронизациигд^^ = 1/Ад^ « 3 х 10-24 с, поэтому топ-кварк распадается до образования связанного состояния -¿¿-топоиия, также эта особенность позволяет изучать поляризационные эффекты, связанные с продуктами распада. Топ-кварк является единственным источником поляризованных Ж-бозонов в СМ.

Взаимодействие топ-кварка с бозоном Хиггса описывается юкавским слагаемым

А-л = - (1.3)

к единице уъ = у/^тщ/и.

1.3 Процесс парного рождения Ы.

Рождение £¿-пар происходит за счёт сильных взаимодействий, либо при слиянии глюонов 1.2(а-в), либо при аннигиляции кварка и антикварка 1.2(г). Диаграммы Фейнмана, представленные в диссертации, созданы с применением пакета Т1к^-Реуптап [37]. При протон-протонных столкновениях при энергиях ЬНС, вклад глюонных процессов составляет порядка 90% [38; 39].

я... / д

I

Рисунок 1.2: Диаграммы парного рождения топ-кварка на протон-протонных ускорителях, а-в) - слияние глюонов, г) - аннигиляция кварков.

Парное рождение имеет наибольшее сечение из каналов рождения топ-кварка. Объединённые результаты измерения сечения на ускорителях ЬНС и Теуа^оп, полученные рабочей группой по топ физике (ЬНС Тор \¥С) [40],

г

д

д

представлены на рисунке 1.3. Одно из последних измерений сечения парного рождения при yfs = 13 ТэВ коллаборацией CMS из комбинации дилептонных каналов распада составляет ati = 803 ± 2(стат.) ± 25(сист.) ± 20(свет.) пб. [ ]. Все представленные измерения с высокой точностью согласуются с предсказаниями СМ.

.Q

С О

43

(D СЛ

V)

сл О

О

103

(D >

w

J3

о с

102

10

I I I I I I I I I I I I I I I р

Tevatron combined 1.96 TeV (L £ 8.8 fb-1), CMS dilepton,l+jets 5.02 TeV (L = 27.4 pb-1) ATLAS+CMS ATLAS em 7 TeV (L = 4.6 fb-1) i urtnr>\Mn

CMS em 7 TeV (L = 5 fib1) LHCtop WG

ATLAS em 8 TeV (L = 20.2 fb-1) CMS em 8 TeV (L = 19.7 fb-1) 1

LHC combined em 8 TeV (L = ,5.3-20.3 fb-1) LHCtopWG ATLAS em 13 TeV (L = 3.2 fb-1) CMS em 13 TeV (L = 2.2 fb-1) , CMS em* 13 TeV (L = 35.6 fb-1) ATLAS ee/mm* 13 TeV (L = 85 pb-1) ATLAS l+jets* 13 TeV (L = 85 ph-1 CMS l+jets 13 TeV (L = 2.2 fb-1) CMS all-jets* 13 TeV (L = 2.53 fb-1)

i i i | i i i Preliminary Sept 2018

NNLO+NNLL (pp) NNLO+NNLL (pp) Czakon, Fiedler, Mitov, PRL 110 (2013) 252004 NNPDF3.0, m(

J_i_i_i_I_i_i_i_L

172.5 GeV, as(M ) = 0.118 ± 0.001

2

4

6

8 10 12 14

is [TeV]

Рисунок 1.3: Обобщение результатов измерений LHC и Tevatron сечения парного рождения топ-кварка [40] в зависимости от энергии протонов в системе центра масс в сравнении с расчетом КХД NNLO, дополненным пересчетом NNLL (top • • 2.0). Теоретическая неопределённость включает неопределенности перенормировки и факторизации, функций плотности картонов и сильной константы связи. Измерения и теоретический расчет приведены при mtop = 172,5 ГэВ. Измерения, выполненные при той же энергии центра масс, слегка смещены для ясности.

Экспериментальное наблюдение парного рождения происходит в адрон-ном, полулептонном и лептонном каналах, в зависимости от моды распада Ж-бозона. Под лептонным понимается распад на электрон или мюон всвязи с экспериментальными трудностями регистрации тау-леитонов в детекторах общего назначения. Адронный канал имеет наибольшую парциальную ширину, в предположении равной парциальной ширины для всех каналов распада Ж-бозона, (2/3)2 « 0.45, полу лептонный 2 х 2/3 х (2 х 1/9) « 0.29 и лептон-ный (2 х 1/9)2 ~ 0.05. Несмотря на малую парциальную ширину, лептонный

канал, в силу существенно меньшего числа фоновых процессов, имеет малую систематическую ошибку рис. 1.3.

Парное рождение является основным фоном во многих поисках физики за рамками СМ, подробности описаны в разделе 1.5. В процессе парного рождения достигнута наилучшая точность измерения массы топ-кварка [32].

Парное рождение удалось наблюдать и в протон-нуклонных столкновениях р-РЬ при л/NN = 8.16 ТэВ в 2017 году [42], с сечением оц =45 ± 8 нб. Это является важным шагом в процессе изучения ранних этапов формирования вселенной. Также парное рождение наблюдалось в передней кинематической области протон-протонных столкновений в эксперименте ЬНСЬ в 2018 году [43], сечение процесса составило о^ = 126 ± 19(стат.) ± 16(сист.) ± 5(свет.) фб. Этот результат дополняет данные детекторов общего назначения, преимущественно закрывающих область г] ^ 2.5, информацией из области 2.0 ^ г] ^ 4.5 и согласуется с предсказаниями СМ.

1.4 Одиночное рождение топ-кварка.

Одиночное рождение топ-кварка происходит за счёт электрослабого взаимодействия. Диаграммы лидирующих) порядка одиночного рождения представлены на рис. 1.4.

а)

б)

Рисунок 1.4: Характерные диаграммы рождения одиночного топ-кварка на про-ассоциированное ЬW рождение.

д

д

д

д

í

д

ь

у

ь

Существуют три механизма рождения одиночного топ-кварка, отличающихся по виртуальности Q^ участвующего Ж-бозона:

¿-канал (Qyy < 0, s-канал (Q^ > 0), ассоциированное tW рождение (Q^ =

На LHC большинство одиночных топ-кварков рождаются вместе с ассоциированной струей в ¿-канале 1.5. Одно из последних измерений сечения одиночного рождения при yfs = 13 ТэВ коллаборацией CMS приводит значения для ¿и ¿-кварка at-ch,t = 136 ± 1(стат.) ± 22(сист.) пб. и vt-cht = 82 ± 1(стат.) ± 14(сист.) пб [44]. ¿-канальное рождение топ-кварка описывается двумя диаграммами рис. 1.4(a) и 1.4(6). Диаграмма 1.4(a) соответствует ситуации возбуждения аромата в протоне, когда один из пары кварка-антикварка морских 6-кварков испытывает жёсткое КХД рассеяние с партоном из другого протона. В этом случае присутствие 6-кварка в функциях распределения партонов (PDF) рассматривается аналогично другим кваркам (u7d7c7s)7 а в уравнениях эволюции ДГЛАП и ренормгруппы число ароматов считается равным пяти, поэтому данная схема получила краткое название схема 5-ти ароматов (five-flavor scheme (5FS)). В данной схеме, как правило, масса 6-кварков принимается равной нулю. Диаграмма 1.4(6) описывает ситуацию, когда 66-пара рождается от расщепления глюона, и ни один из 6-кварков не участвует в жёстком КХД рассеянии. В этом случае начальное состояние описывается распределением четырёх легких кварков и глюонов, аб-кварк рождается в процессе пертруботивной КХД эволюции системы. Данная схема кратко называется схема 4х ароматов (four-flavour scheme (4FS)), а 6-кварк рассматривается как массивный объект. Комбинация этих схем рождения, дополненная соответствующей нормировкой на полное сечение, позволяет проводить моделирование данного процесса с NLO точностью [45].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баскаков, Алексей Владиславович, 2019 год

Список литературы

1. Glashow S. L. Partial Symmetries of Weak Interactions // Nucl. Phys. 1961. - Vol. 22. - P. 579 588.

2. Weinberg Steven. A Model of Leptons // Phys. Rev. Lett. - 1967. -Vol. 19. - P. 1264 1266.

3. Salam Abdus. Weak and Electromagnetic Interactions // Conf. Proc. 1968. - Vol. C680519. - P. 367 377.

4. Thomson J. J. Cathode rays // Phil. Mag. Ser.5. 1897. - Vol. 44. -P. 293 316.

5. Aad Georges et al. Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC // Phys. Lett. 2012. - Vol. B716. - P. 1 29. - 1207.7214.

6. Chatrchyan Serguei et al. Observation of a new boson at a mass of 125 GeV with the CMS experiment at the LHC // Phys. Lett. - 2012. - Vol. B716. -P. 30 61. - 1207.7235.

7. Abe F. et al. Observation of top quark production in pp collisions // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 74. - P. 2626 2631. - hep-ex/9503002.

8. Abachi S. et al. Observation of the top quark // Phys. Rev. Lett. - 1995. -Vol. 74. - P. 2632 2637. hep-ex/9503003.

9. Aaltonen Timo Antero et al. Direct Measurement of the Total Decay Width of the Top Quark // Phys. Rev. Lett. 2013. - Vol. Ill, no. 20. - P. 202001. -1308.4050.

10. Dainese A. et al. Future heavy-ion facilities: FCC-AA // 9th International Conference on Hard and Electromagnetic Probes of High-Energy Nuclear Collisions: Hard Probes 2018 (HP2018) Aix-Les-Bains, Savoie, France, October 1-5, 2018. 2019. 1901.10952.

11. Baskakov A. V., Boos E. E., Dudko L. V. et al. Single top quark production in heavy ion collisions at energies available at the CERN Large Hadron Collider // Phys. Rev. - 2015. - Vol. C92, no. 4. - P. 044901. - 1502.04875.

12. Baskakov Alexey, Boos Eduard, Dudko Lev. On the top-quark width measurement using a combination of resonant and non resonant cross sections. // EPJ Web Conf. - 2017. - Vol. 158. P. 04007.

13. Baskakov Alexey, Boos Eduard, Bunichev Viacheslav et al. Restrictions on the mass of the KK excitation W' from the Higgs boson diphoton decay and the single top production. // EPJ Web Conf. 2018. Vol. 191. - P. 02007.

14. Baskakov Alexey, Boos Eduard, Dudko Lev. Model independent top quark width measurement using a combination of resonant and nonresonant cross sections // Phys. Rev. - 2018. Vol. D98, no. 11. - P. 116011. - 1807.11193.

15. Gell-Mann Murray. A Schematic Model of Baryons and Mesons // Phys. Lett. - 1964. - Vol. 8. - P. 214 215.

16. Zweig G. An SU(3) model for strong interaction symmetry and its breaking. Version 1. - 1964.

17. Zweig G. An SU(3) model for strong interaction symmetry and its breaking. Version 2 // DEVELOPMENTS IN THE QUARK THEORY OF HADRONS. VOL. 1. 1964 - 1978 / Ed. by D.B. Lichtenberg, Simon Peter Rosen. - 1964. -P. 22 101.

18. Cabibbo Nicola. Unitary Symmetry and Leptonic Decays // Phys. Rev. Lett. - 1963. - Vol. 10. - P. 531 533. - [,648(1963)].

19. Glashow S. L., Iliopoulos J., Maiani L. Weak Interactions with Lepton-Hadron Symmetry // Phys. Rev. - 1970. - Vol. D2. P. 1285 1292.

20. Aubert J. J. et al. Experimental Observation of a Heavy Particle J // Phys. Rev. Lett. 1974. Vol. 33. - P. 1404 1406.

21. Augustin J. E. et al. Discovery of a Narrow Resonance in e+e- Annihilation // Phys. Rev. Lett. - 1974. - Vol. 33. - P. 1406 1408. - [Adv. Exp. Phys.5,141(1976)].

22. Christenson J. H., Cronin J. W., Fitch V. L., Turlay R. Evidence for the Decay of the K92 Meson // Phys. Rev. Lett. - 1964. - Vol. 13. - P. 138-140.

23. Kobayashi Makoto, Maskawa Toshihide. CP Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction // Prog. Theor. Phys. - 1973. - Vol. 49. -P. 652 657.

24. Perl Martin L. et al. Evidence for Anomalous Lepton Production in e • -e- Annihilation // Phys. Rev. Lett. - 1975. - Vol. 35. - P. 1489 1492. [,193(1975)].

25. Herb S. W. et al. Observation of a Dimuon Resonance at 9.5-GeV in 400-GeV Proton-Nucleus Collisions // Phys. Rev. Lett. - 1977. - Vol. 39. -P. 252 255.

26. Aaltonen T. et al. First Observation of Electroweak Single Top Quark Production // Phys. Rev. Lett. - 2009. - Vol. 103. - P. 092002. - 0903.0885.

27. Abazov V. M. et al. Observation of Single Top Quark Production // Phys. Rev. Lett. 2009. Vol. 103. - P. 092001. - 0903.0850.

28. Englert F., Brout R. Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons // Phys. Rev. Lett. - 1964. - Vol. 13. - P. 321 323. - [,157(1964)].

29. Higgs Peter W. Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons // Phys. Rev. Lett. 1964. Vol. 13. - P. 508 509. [,160(1964)].

30. Pati Jogesh C., Salam Abdus. Is Baryon Number Conserved? // Phys. Rev. Lett. - 1973. - Vol. 31. - P. 661 664.

31. Pati Jogesh C., Salam Abdus. Unified Lepton-Hadron Symmetry and a Gauge Theory of the Basic Interactions // Phys. Rev. - 1973. - Vol. D8. P. 1240 1251.

32. Sirunyan Albert M et al. Measurement of the top quark mass with lepton • jets final states using p p collisions at = 13TeV // Eur. Phys. J. — 2018. — Vol. C78, no. 11. P. 891. - 1805.01428.

33. Aaboud M. et al. Measurement of lepton differential distributions and the top quark mass in tt production in pp collisions at y/s = 8 TeV with the ATLAS detector // Eur. Phys. J. 2017. - Vol. C77, no. 11. P. 804. - 1709.09407.

34. Baak M., Cuth J., Haller J. et al. The global electroweak fit at NNLO and prospects for the LHC and ILC // Eur. Phys. J. - 2014. - Vol. C74. -P. 3046. - 1407.3792.

35. Gao Jun, Li Chong Sheng, Zhu Hua Xing. Top Quark Decay at Next-to-Nex-t-to Leading Order in QCD // Phys. Rev. Lett. 2013. - Vol. 110, no. 4.

P. 042001. 1210.2808.

36. Brucherseifer Mathias, Caola Fabrizio, Melnikov Kirill. Ofa^) corrections to fully-differential top quark decays // JHEP. 2013. - Vol. 04. - P. 059. -1301.7133.

37. Ellis Joshua. TikZ-Feynman: Feynman diagrams with TikZ // Comput. Phys. Commun. - 2017. - Vol. 210. P. 103 123. - 1601.05437.

38. Moch Sven, Uwer Peter. Theoretical status and prospects for top-quark pair production at hadron colliders // Phys. Rev. 2008. Vol. D78. -P. 034003. 0804.1476.

39. Olive K. A. et al. Review of Particle Physics // Chin. Phys. - 2014. - Vol. C38. P. 090001.

40. LHC Top Physics Working Group. https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/ LHCPhysics/LHCTopWG.

41. Sirunyan Albert M et al. Measurement of the tt production cross section, the top quark mass, and the strong coupling constant using dilepton events in pp collisions at y/s = 13 TeV // Submitted to: Eur. Phys. J. — 2018. — 1812.10505.

42. Sirunyan Albert M et al. Observation of top quark production in proton-nucleus collisions // Phys. Rev. Lett. - 2017. - Vol. 119, no. 24. - P. 242001. -1709.07411.

43. Aaij Roel et al. Measurement of forward top pair production in the dilepton channel in pp collisions at y/s = 13 TeV // JHEP.^ 2018. — Vol. 08.^ P. 174. - 1803.05188.

44. Sirunyan Albert M et al. Measurement of the single top quark and antiquark production cross sections in the t channel and their ratio in proton-proton collisions at /s =13 TeV. - 2018. - 1812.10514.

45. Boos E. E., Bunichev V. E., Dudko L. V. et al. Method for simulating elec-troweak top-quark production events in the NLO approximation: SingleTop event generator // Phys. Atom. Nucl. - 2006. - Vol. 69. - P. 1317 1329. -[Yad. Fiz.69,1352(2006)].

46. Chatrchyan Serguei et al. Observation of the associated production of a single top quark and a W boson in pp collisions at y/s =8 TeV // Phys. Rev. Lett. -2014. - Vol. 112, no. 23. - P. 231802. - 1401.2942.

47. Aaboud Morad et al. Measurement of the cross-section for producing a W boson in association with a single top quark in pp collisions at y/s = 13 TeV with ATLAS // JHEP. - 2018. - Vol. 01. P. 063. - 1612.07231.

48. Aaboud Morad et al. Combinations of single-top-quark production cross-section measurements and |/l v ^determinations at \/s = 7 and 8 TeV with the ATLAS and CMS experiments. - 2019. - 1902.07158.

49. Khachatryan Vardan et al. Search for anomalous Wtb couplings and flavour-changing neutral currents in t-channel single top quark production in pp collisions at / =7 and 8 TeV // JHEP.- 2017,- Vol. 02,- P. 028,1610.03545.

50. Sirunyan Albert M et al. Search for ttH production in the H — bb decay channel with leptonic tt decays in proton-proton collisions at y/s = 13 TeV // JHEP. - 2019. - Vol. 03. P. 026. - 1804.03682.

51. CMS SUSY Working Group. - https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/ CMSPublic/PhysicsResultsSUS.

52. ATLAS SUSY Working Group. - https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/ LHCPhysics/LHCTopWG.

53. Sirunyan Albert M et al. Search for vector-like T and B quark pairs in final states with leptons at / =13 TeV // JHEP. — 2018. — Vol. 08. — P. 177.1805.04758.

54. Aaboud Morad et al. Combination of the searches for pair-produced vector-like partners of the third-generation quarks at yfs = 13 TeV with the ATLAS detector // Phys. Rev. Lett. - 2018. - Vol. 121, no. 21. - P. 211801. -1808.02343.

55. Sirunyan Albert M et al. Searches for W bosons decaying to a top quark and a bottom quark in proton-proton collisions at 13 TeV // JHEP. - 2017. -Vol. 08. - P. 029. - 1706.04260.

56. Aaboud Morad et al. Search for heavy particles decaying into top-quark pairs using lepton-plus-jets events in proton-proton collisions at y/s = 13 TeV with the ATLAS detector // Eur. Phys. J. - 2018. Vol. C78, no. 7. - P. 565. 1804.10823.

57. Mangano Michelangelo et al. Future Circular Collider. - 2018.

58. Bambade Philip et al. The International Linear Collider: A Global Project. -2019. - 1903.01629.

59. Georgi H., Glashow S. L. Unity of All Elementary Particle Forces // Phys. Rev. Lett. 1974. Vol. 32. - P. 438 441.

60. Herrero M. The Standard model // NATO Sci. Ser. C. - 1999. - Vol. 534. -P. 1 59. - hep-ph/9812242.

61. Willenbrock Scott. The Standard model and the top quark // NATO Sci. Ser. II. - 2003. - Vol. 123. - P. 1 41. - hep-ph/0211067.

62. Боос Э.Э., Дудко Л.В., Сдабоспицкий С.Р. Удивительный топ-кварк // В глубь материи: Физика XXI века глазами создателей экспериментального комплекса на Большом адронном коллайдере в Женеве. Т. 1. // Этерна Москва, Россия. 2009. С. 415 435.

63. Brandt Oleg. Search for Supersymmetry in Trilepton Final States with the ATLAS Detector and the Alignment of the ATLAS Silicon Tracker : Ph. D. thesis / Oleg Brandt ; Oxford U. 2009. 1001.1365.

64. Boos Eduard, Brandt Oleg, Denisov Dmitri et al. The top quark (20 years after its discovery) // Phys. Usp. - 2015. - Vol. 58, no. 12. - P. 1133 1158. -[Usp. Fiz. Naukl85,no.l2,1241(2015)]. 1509.03325.

65. Englert F. The BEH mechanism and its scalar boson // Usp. Fiz. Nauk. -2015. - Vol. 185, no. 10. - P. 1050 1058.

66. Higgs P. W. Evading the Goldstone theorem // Usp. Fiz. Nauk. 2015. -Vol. 185, no. 10. - P. 1059 1060.

67. Husemann Ulrich. Top-Quark Physics: Status and Prospects // Prog. Part. Nucl. Phys. - 2017. - Vol. 95. - P. 48 97. - 1704.01356.

68. Chivukula R. Sekhar. The Top Quark: Past, Present, and Future // 28th International Symposium on Lepton Photon Interactions at High Energies (LP17) Guangzhou, Guangdong, China, August 7-12, 2017. - 2017. - 1711.10029.

69. Patrignani C. et al. Review of Particle Physics // Chin. Phys. - 2016. - Vol. C40, no. 10. - P. 100001.

70. Collaboration CMS. Bounding the top quark width using final states with two charged leptons and two jets at yfs = 13 TeV.— 2016.

71. Aaboud Morad et al. Direct top-quark decay width measurement in the tt lepton+jets channel at -y/s=8 TeV with the ATLAS experiment // Eur. Phys. J. 2018. Vol. C78, no. 2. - P. 129. - 1709.04207.

72. Abazov Victor Mukhamedovich et al. An Improved determination of the width of the top quark//Phys. Rev. - 2012. - Vol. D85. - P. 091104. - 1201.4156.

73. Khachatryan Vardan et al. Measurement of the ratio B(t ^ Wb)/B(t ^ Wq) in № collisions at y/s = 8 TeV // Phys. Lett. - 2014,- Vol. B736.-P. 33 57. - 1404.2292.

74. Giardino Pier Paolo, Zhang Cen. Probing the top-quark width using the charge identification of b jets // Phys. Rev. - 2017. - Vol. D96, no. l.-P. 011901.1702.06996.

75. Liebler Stefan, Moortgat-Pick Gudrid, Papanastasiou Andrew S. Probing the top-quark width through ratios of resonance contributions of e+e- ^

-bb // JHEP. - 2016. - Vol. 03. - P. 099. - 1511.02350.

76. Kauer Nikolas, Passarino Giampiero. Inadequacy of zero-width approximation for a light Higgs boson signal // JHEP. - 2012. Vol. 08. - P. 116. -1206.4803.

77. Caola Fabrizio, Melnikov Kirill. Constraining the Higgs boson width with ZZ production at the LHC // Phys. Rev. 2013. - Vol. D88. - P. 054024. -1307.4935.

78. Alwall Johan, Frederix R., Gerard J. M. et al. Is Vfo) ~ 1? // Eur. Phys. J. 2007. Vol. C49. - P. 791 801. - hep-ph/0607115.

79. Han Tao, Whisnant K., Young B. L., Zhang X. Top quark decay via the anomalous coupling fc7 at hadron colliders // Phys. Rev. — 1997. — Vol. D55. -P. 7241 7248. - hep-ph/9603247.

80. Larios F., Martinez R., Perez M. A. New physics effects in the flavor-changing neutral couplings of the top quark//Int. J. Mod. Phys. - 2006. Vol. A21. -P. 3473 3494. - hep-ph/0605003.

81. Martin A. D., Stirling W. J., Thorne R. S., Watt G. Parton distributions for the LHC // Eur. Phys. J. - 2009. - Vol. C63. - P. 189 285. 0901.0002.

82. Denner A., Dittmaier S., Kallweit S., Pozzorini S. NLO QCD corrections to WWbb production at hadron colliders // Phys. Rev. Lett. - 2011. - Vol. 106. - P. 052001. - 1012.3975.

83. Brun R., Rademakers F. ROOT: An object oriented data analysis framework // Nucl. Instrum. Meth. - 1997. - Vol. A389. - P. 81 86.

84. Kauer N., Zeppenfeld D. Finite width effects in top quark production at hadron colliders // Phys. Rev. - 2002. - Vol. D65. P. 014021. - hep-ph/0107181.

85. Apollinari G, Bejar Alonso I, Brüning O et al. High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) : Preliminary Design Report. - 2015.

86. Sirunyan Albert M et al. Measurement of the production cross section for single top quarks in association with W bosons in proton-proton collisions at y/s = 13 TeV // JHEP.-2018.-Vol. 10.-P. 117.- 1805.07399.

87. Boos E., Bunichev V., Dubinin M. et al. CompHEP 4.4: Automatic computations from Lagrangians to events // Nucl. Instrum. Meth. - 2004. - Vol. A534. - P. 250 259. hep-ph/0403113.

88. Bevilacqua Giuseppe, Czakon Michal, van Hameren Andreas et al. Complete off-shell effects in top quark pair hadroproduction with leptonic decay at next-to-leading order // JHEP. - 2011. - Vol. 02. - P. 083. - 1012.4230.

89. Denner Ansgar, Dittmaier Stefan, Kallweit Stefan, Pozzorini Stefano. NLO QCD corrections to off-shell top-antitop production with leptonic decays at hadron colliders // JHEP. - 2012. Vol. 10. - P. 110. - 1207.5018.

90. Denner Ansgar, Pellen Mathieu. NLO electroweak corrections to off-shell top-antitop production with leptonic decays at the LHC // JHEP. - 2016. -Vol. 08. - P. 155. - 1607.05571.

91. Denner Ansgar, Pellen Mathieu. Off-shell production of top-antitop pairs in the lepton • jets channel at NLO QCD // JHEP. - 2018. - Vol. 02. - P. 013. -1711.10359.

92. Sirunyan Albert M. et al. Measurement of the if production cross section using events with one lepton and at least one jet in pp collisions at yfs — 13 TeV // JHEP. - 2017. - Vol. 09. P. 051. - 1701.06228.

93. Aaboud Morad et al. Measurement of differential cross-sections of a single top quark produced in association with a,W boson at yfs = 13 TeV with ATLAS // Eur. Phys. J. 2018. Vol. C78, no. 3. - P. 186. - 1712.01602.

94. Pati Jogesh C., Salam Abdus. Lepton Number as the Fourth Color // Phys. Rev. - 1974. - Vol. D10. - P. 275 289. - [Erratum: Phys. Rev.Dll,703(1975)].

95. Kaplan David B., Georgi Howard. SU(2) x U(l) Breaking by Vacuum Misalignment // Phys. Lett. - 1984. - Vol. 136B. P. 183 186.

96. Langacker Paul, Robinett Richard W., Rosner Jonathan L. New Heavy Gauge Bosons in p p and p anti-p Collisions // Phys. Rev. - 1984. Vol. D30. -P. 1470.

97. Langacker Paul, Sankar S. Uma. Bounds on the Mass of W(R) and the W(L)-W(R) Mixing Angle xi in General SU(2)-L x SU(2)-R x U(l) Models // Phys. Rev. - 1989. - Vol. D40. - P. 1569 1585.

98. Chivukula R. S., Simmons Elizabeth H., Terning J. Limits on noncommuting extended technicolor // Phys. Rev. - 1996. - Vol. D53. - P. 5258 5267. -hep-ph/9506427.

99. Cvetic Mirjam, Langacker Paul. New gauge bosons from string models // Mod. Phys. Lett. - 1996. - Vol. All. - P. 1247 1262. - hep-ph/9602424.

100. Batra Puneet, Delgado Antonio, Kaplan David E., Tait Timothy M. P. The Higgs mass bound in gauge extensions of the minimal supersymmetric standard model // JHEP. - 2004. - Vol. 02. - P. 043. - hep-ph/0309149.

101. Casalbuoni R., De Curtis S., Dolce D., Dominici D. Playing with fermion couplings in Higgsless models // Phys. Rev. - 2005. Vol. D71. - P. 075015. -hep-ph/0502209.

102. Baur U., Schildknecht D., Schwarzer K. H. G. EXCITED WEAK VECTOR BOSONS // Phys. Rev. - 1987. - Vol. D35. - P. 297.

103. Datta A., O'Donnell P. J., Lin Z. H. et al. Effects of Kaluza-Klein excited W on single top quark production at Tevatron // Phys. Lett. - 2000. Vol. B483. - P. 203 209. - hep-ph/0001059.

104. Appelquist Thomas, Cheng Hsin-Chia, Dobrescu Bogdan A. Bounds on universal extra dimensions // Phys. Rev. - 2001. - Vol. D64. - P. 035002. hep-ph/0012100.

105. Rizzo Thomas G. Probes of universal extra dimensions at colliders // Phys. Rev. - 2001. - Vol. D64. - P. 095010. - hep-ph/0106336.

106. Macesanu C., McMullen C. D., Nandi S. New Signal for Universal Extra Dimensions // Phys. Lett. - 2002. - Vol. B546. - P. 253 260. hep-ph/0207269.

107. Gherghetta Tony, Pomarol Alex. Bulk fields and supersymmetry in a slice of AdS // Nucl. Phys. - 2000. - Vol. B586. P. 141 162. - hep-ph/0003129.

108. Agashe Kaustubh, Belyaev Alexander, Krupovnickas Tadas et al. LHC Signals from Warped Extra Dimensions // Phys. Rev. 2008. - Vol. D77.

P. 015003. hep-ph/0612015.

109. Agashe Kaustubh, Perez Gilad, Soni Amarjit. Collider Signals of Top Quark Flavor Violation from a Warped Extra Dimension // Phys. Rev. - 2007. -Vol. D75. - P. 015002. - hep-ph/0606293.

110. Agashe Kaustubh, Davoudiasl Hooman, Perez Gilad, Soni Amarjit. Warped Gravitons at the LHC and Beyond // Phys. Rev. - 2007. - Vol. D76. -P. 036006. hep-ph/0701186.

111. Fitzpatrick A. Liam, Kaplan Jared, Randall Lisa, Wang Lian-Tao. Searching for the Kaluza-Klein Graviton in Bulk RS Models // JHEP. 2007. Vol. 09. - P. 013. - hep-ph/0701150.

112. Lillie Ben, Randall Lisa, Wang Lian-Tao. The Bulk RS KK-gluon at the LHC // JHEP. - 2007. - Vol. 09. - P. 074. - hep-ph/0701166.

113. Burdman Gustavo, Da Rold Leandro, Eboli Oscar, Matheus Ricardo D'Elia. Strongly Coupled Fourth Generation at the LHC // Phys. Rev. - 2009. - Vol. D79. - P. 075026. - 0812.0368.

114. Goldberger Walter D., Wise Mark B. Modulus stabilization with bulk fields // Phys. Rev. Lett. 1999. Vol. 83. - P. 4922 4925. - hep-ph/9907447.

115. DeWolfe O., Freedman D. Z., Gubser S. S., Karch A. Modeling the fifth-dimension with scalars and gravity//Phys. Rev. 2000. - Vol. D62. - P. 046008. -hep-th/9909134.

116. Boos Edward E., Mikhailov Yuri S., Smolyakov Mikhail N., Volobuev Igor P. Physical degrees of freedom in stabilized brane world models // Mod. Phys. Lett. - 2006. - Vol. A21. - P. 1431 1449. - hep-th/0511185.

117. Randall Lisa, Sundrum Raman. A Large mass hierarchy from a small extra dimension // Phys. Rev. Lett. - 1999. Vol. 83. - P. 3370 3373. - hep--ph/9905221.

118. Rubakov V. A., Shaposhnikov M. E. Do We Live Inside a Domain Wall? // Phys. Lett. - 1983. - Vol. 125B. - P. 136 138.

119. Rubakov V. A. Large and infinite extra dimensions: An Introduction // Phys. Usp. - 2001. - Vol. 44. P. 871 893. - [Usp. Fiz. Naukl71,913(2001)]. hep-ph/0104152.

120. Davoudiasl H., Hewett J. L., Rizzo T. G. Bulk gauge fields in the Randall-Sundrum model // Phys. Lett. - 2000. - Vol. B473. - P. 43 49. -hep-ph/9911262.

121. Boos Edward E., Mikhailov Yuri S., Smolyakov Mikhail N., Volobuev Igor P. Energy scales in a stabilized brane world // Nucl. Phys. - 2005. Vol. B717. - P. 19 33. - hep-th/0412204.

122. Agashe Kaustubh, Gopalakrishna Shrihari, Han Tao et al. LHC Signals for Warped Electroweak Charged Gauge Bosons // Phys. Rev. - 2009. Vol. D80. - P. 075007. - 0810.1497.

123. Boos Edward E., Bunichev Viacheslav E., Perfilov Maxim A. et al. The specificity of searches for W', Z' and 7' coming from extra dimensions // JHEP. — 2014. - Vol. 06. - P. 160. - 1311.5968.

124. Shifman Mikhail A., Vainshtein A. I., Voloshin M. B., Zakharov Valentin I. Low-Energy Theorems for Higgs Boson Couplings to Photons // Sov. J. Nucl. Phys. - 1979. - Vol. 30. - P. 711 716. - [Yad. Fiz.30,1368(1979)].

125. Djouadi Abdelhak. The Anatomy of electro-weak symmetry breaking. I: The Higgs boson in the standard model // Phys. Rept. 2008. Vol. 457. -P. 1 216. - hep-ph/0503172.

126. Lepage G. Peter, Mackenzie Paul B., Peskin Michael E. Expected Precision of Higgs Boson Partial Widths within the Standard Model. 2014. - 1404.0319.

127. Muck Alexander, Pilaftsis Apostolos, Ruckl Reinhold. An Introduction to 5-Di-mensional Extensions of the Standard Model // Lect. Notes Phys. - 2004. -Vol. 647. P. 189 211. - hep-ph/0209371.

128. Sirunyan Albert M et al. Search for a heavy right-handed W boson and a heavy neutrino in events with two same-flavor leptons and two jets at yfs = 13 TeV // JHEP. 2018. Vol. 05, no. 05. - P. 148. - 1803.11116.

129. Boos E. E., Volobuev I. P., Perfilov M. A., Smolyakov M. N. Searches for W; and Z; in Models with Large Extra Dimensions // Theor. Math. Phys. -2012. - Vol. 170. P. 90 96. - 1106.2400.

130. Aad Georges et al. Measurements of the Higgs boson production and decay rates and coupling strengths using pp collision data at y/s = 7 and 8 TeV in the ATLAS experiment // Eur. Phys. J. - 2016. - Vol. C76, no. 1. - P. 6. -1507.04548.

131. Khachatryan Vardan et al. Observation of the diphoton decay of the Higgs boson and measurement of its properties // Eur. Phys. J. - 2014. - Vol. C74, no. 10. - P. 3076. - 1407.0558.

132. Aad Georges et al. Measurements of the Higgs boson production and decay rates and constraints on its couplings from a combined ATLAS and CMS analysis of the LHC pp collision data at yfs = 7 and 8 TeV // JHEP.— 2016.— Vol. 08. - P. 045. - 1606.02266.

133. Aaboud Morad et al. Measurements of Higgs boson properties in the diphoton decay channel with 36 fb-1 of pp collision data at yfs = 13 TeV with the ATLAS detector // Phys. Rev. - 2018. - Vol. D98. - P. 052005. 1802.04146.

134. Sirunyan A. M. et al. Measurements of Higgs boson properties in the diphoton decay channel in proton-proton collisions at yfs = 13 TeV // JHEP. — 2018. -Vol. 11. - P. 185. - 1804.02716.

135. d'Enterria David. Jet quenching // Landolt-Bornstein. - 2010. - Vol. 23. -P. 471. - 0902.2011.

136. Wiedemann Urs Achim. Jet Quenching in Heavy Ion Collisions. 2010. -P. 521 562. - [Landolt-Bornstein23,521(2010)]. 0908.2306.

137. Accardi A., Arleo F., Brooks W. K. et al. Parton Propagation and Fragmentation in QCD Matter // Riv. Nuovo Cim. - 2010. - Vol. 32. - P. 439 553. 0907.3534.

138. Majumder A., Van Leeuwen M. The Theory and Phenomenology of Pertur-bative QCD Based Jet Quenching // Prog. Part. Nucl. Phys. - 2011. -Vol. 66. - P. 41 92. - 1002.2206.

139. Dremin I. M., Leonidov A. V. The Quark-gluon medium // Phys. Usp. -2011. - Vol. 53. - P. 1123 1149. 1006.4603.

140. Muller Berndt, Schukraft Jürgen, Wyslouch Boleslaw. First Results from Pb • Pb collisions at the LHC // Ann. Rev. Nucl. Part. Sei. - 2012. -Vol. 62. - P. 361 386. 1202.3233.

141. Aad Georges et al. Observation of a Centrality-Dependent Dijet Asymmetry in Lead-Lead Collisions at /snn = 2.77 TeV with the ATLAS Detector at the LHC // Phys. Rev. Lett. 2010. Vol. 105. - P. 252303. - 1011.6182.

142. Chatrchyan Serguei et al. Observation and studies of jet quenching in PbPb collisions at nucleon-nucleon center-of-mass energy — 2.76 TeV // Phys. Rev. -2011. - Vol. C84. - P. 024906. 1102.1957.

143. Chatrchyan Serguei et al. Jet momentum dependence of jet quenching in PbPb collisions at = 2.76 TeV // Phys. Lett. - 2012,- Vol. B712.-P. 176 197. - 1202.5022.

144. Chatrchyan Serguei et al. Studies of jet quenching using isolated-photon • jet correlations in PbPb and pp collisions at /snn = 2.76 TeV // Phys. Lett. — 2013. - Vol. B718. - P. 773 794. - 1205.0206.

145. Aad Georges et al. Measurement of the jet radius and transverse momentum dependence of inclusive jet suppression in lead-lead collisions at

2.76 TeV with the ATLAS detector // Phys. Lett. - 2013. - Vol. B719. P. 220 241. - 1208.1967.

146. Abelev B. et al. Measurement of charged jet suppression in Pb-Pb collisions at = 2.76 TeV // JHEP. - 2014. - Vol. 03,- P. 013.- 1311.0633.

147. Aad Georges et al. Measurements of the Nuclear Modification Factor for Jets in Pb+Pb Collisions at /sNn = 2.76 TeV with the ATLAS Detector // Phys. Rev. Lett. 2015. Vol. 114, no. 7. - P. 072302. 1411.2357.

148. Adam Jaroslav et al. Measurement of jet quenching with semi-inclusive hadron-jet distributions in central Pb-Pb collisions at /NN = 2.76 TeV // JHEP.— 2015. - Vol. 09. - P. 170. - 1506.03984.

149. Chatrchyan Serguei et al. Evidence of b-Jet Quenching in PbPb Collisions at /s,= 2.76 TeV // Phys. Rev. Lett.- 2014,- Vol. 113, no. 13.-P. 132301. [Erratum: Phys. Rev. Lett.ll5,no.2,029903(2015)]. 1312.4198.

150. Aad Georges et al. Measurement of the Azimuthal Angle Dependence of Inclusive Jet Yields in Pb+Pb Collisions at /s^n = 2.76 TeV with the ATLAS detector // Phys. Rev. Lett. - 2013. - Vol. Ill, no. 15. - P. 152301. -1306.6469.

151. Chatrchyan Serguei et al. Measurement of jet fragmentation in PbPb and pp collisions at = 2.76 TeV // Phys. Rev. - 2014,- Vol. C90, no. 2.-P. 024908. 1406.0932.

152. Aad Georges et al. Measurement of inclusive jet charged-particle fragmentation functions in Pb+Pb collisions at /s^n = 2.76 TeV with the ATLAS detector // Phys. Lett. - 2014. - Vol. B739. - P. 320 342. - 1406.2979.

153. Spousta Martin. Jet Quenching at LHC // Mod. Phys. Lett. - 2013. - Vol. A28. - P. 1330017. - 1305.6400.

154. Casalderrey-Solana Jorge, Milhano Jose Guilherme, Wiedemann Urs Achim. Jet Quenching via Jet Collimation // J. Phys. 2011. - Vol. G38. -P. 035006. 1012.0745.

155. Qin Guang-You, Muller Berndt. Explanation of Di-jet asymmetry in Pb • Pb collisions at the Large Hadron Collider // Phys. Rev. Lett. - 2011. - Vol. 106. - P. 162302. [Erratum: Phys. Rev. Lett.108,189904(2012)]. 1012.5280.

156. Young Clint, Schenke Bjorn, Jeon Sangyong, Gale Charles. Dijet asymmetry at the energies available at the CERN Large Hadron Collider // Phys. Rev. -2011. - Vol. C84. - P. 024907. 1103.5769.

157. Srivastava Dinesh K. Evolution of mechanism of parton energy loss with transverse momentum at RHIC and LHC in relativistic collision of heavy nuclei // J. Phys. - 2011. - Vol. G38. P. 055003. - 1102.5155.

158. Lokhtin I. P., Belyaev A. V., Snigirev A. M. Jet quenching pattern at LHC in PYQUEN model//Eur. Phys. J. - 2011. - Vol. C71. - P. 1650. - 1103.1853.

159. Betz Barbara, Gyulassy Miklos. Examining a reduced jet-medium coupling in Pb • Pb collisions at the Large Hadron Collider // Phys. Rev. 2012. - Vol. C86. P. 024903. - 1201.0281.

160. Renk Thorsten. On the sensitivity of the dijet asymmetry to the physics of jet quenching // Phys. Rev. - 2012. - Vol. C85. - P. 064908. - 1202.4579.

161. Renk Thorsten. Energy dependence of the dijet imbalance in Pb-Pb collisions at 2.76 ATeV // Phys. Rev. - 2012. - Vol. C86. - P. 061901. 1204.5572.

162. Renk Thorsten. Physics probed by the Pt dependence of the nuclear suppression factor // Phys. Rev. - 2013. - Vol. C88, no. 1. - P. 014905. - 1302.3710.

163. Apolinario Liliana, Armesto Nestor, Cunqueiro Leticia. An analysis of the influence of background subtraction and quenching on jet observables in heavy-ion collisions // JHEP. - 2013. - Vol. 02. - P. 022. - 1211.1161.

164. Zapp Korinna C., Krauss Frank, Wiedemann Urs A. A perturbative framework for jet quenching // JHEP. - 2013. Vol. 03. - P. 080. - 1212.1599.

165. Kharzeev Dmitri E., Loshaj Frasher. Jet energy loss and fragmentation in heavy ion collisions // Phys. Rev. - 2013. - Vol. D87, no. 7. - P. 077501. 1212.5857.

166. Dai Wei, Vitev Ivan, Zhang Ben-Wei. Momentum imbalance of isolated photon-tagged jet production at RHIC and LHC // Phys. Rev. Lett. - 2013. Vol. 110, no. 14. - P. 142001. - 1207.5177.

167. Huang Jinrui, Kang Zhong-Bo, Vitev Ivan. Inclusive b-jet production in heavy ion collisions at the LHC // Phys. Lett. - 2013. Vol. B726. - P. 251 256. -1306.0909.

168. Zakharov B. G. Nuclear modification factor for light and heavy flavors within pQCD and recent data from the LHC // JETP Lett. - 2013. - Vol. 96. -P. 616 620. - 1210.4148.

169. Zakharov B. G. Parton energy loss in the mini quark-gluon plasma and jet quenching in proton-proton collisions // J. Phys. - 2014. - Vol. G41. -P. 075008. 1311.1159.

170. Burke Karen M. et al. Extracting the jet transport coefficient from jet quenching in high-energy heavy-ion collisions // Phys. Rev. - 2014. - Vol. C90, no. 1. - P. 014909. - 1312.5003.

171. Xu Jiechen, Buzzatti Alessandro, Gyulassy Miklos. Azimuthal jet flavor tomography with CUJET2.0 of nuclear collisions at RHIC and LHC // JHEP. -2014. - Vol. 08. - P. 063. - 1402.2956.

172. Mehtar-Tani Yacine, Tywoniuk Konrad. Jet (de)coherence in Pb Pb collisions at the LHC // Phys. Lett. - 2015. - Vol. B744. P. 284 287. - 1401.8293.

173. Casalderrey-Solana Jorge, Gulhan Doga Can, Milhano Jose Guilherme et al. A Hybrid Strong/Weak Coupling Approach to Jet Quenching // JHEP. -2014. - Vol. 10. - P. 019. - [Erratum: JHEP09,175(2015)]. 1405.3864.

174. Perez-Ramos Redamy, Renk Thorsten. A Monte Carlo study of jet fragmentation functions in PbPb and pp collisions at sqrts—2.76 TeV. - 2014. -1411.1983.

175. Lokhtin I. P., Alkin A. A., Snigirev A. M. On jet structure in heavy ion collisions // Eur. Phys. J. - 2015. - Vol. C75, no. 9. - P. 452. - 1410.0147.

176. Majumder Abhijit. Jet modification in the next decade: a pedestrian outlook // Pramana. - 2015. - Vol. 84, no. 5. - P. 821 843. - 1405.2019.

177. Bhattacharya Lusaka, Ghosh Kirtiman, Huitu Katri. Top anti-top pairs at the LHC heavy ion collision: a new interesting probe of quark gluon plasma. 2012. - 1210.0116.

178. d'Enterria David, Krajczar Krisztian, Paukkunen Hannu. Top-quark production in proton nucleus and nucleus nucleus collisions at LHC energies and beyond // Phys. Lett. - 2015. - Vol. B746. - P. 64 72. 1501.05879.

179. Lokhtin I. P., Snigirev A. M. A Model of jet quenching in ultrarelativistic heavy ion collisions and high-p(T) hadron spectra at RHIC // Eur. Phys. J. -2006. - Vol. C45. - P. 211 217. - hep-ph/0506189.

180. Campbell John M., Ellis R. Keith, Tramontano Francesco. Single top production and decay at next-to-leading order // Phys. Rev. - 2004. Vol. D70. -P. 094012. hep-ph/0408158.

181. Eskola K. J., Paukkunen H., Salgado C. A. EPS09: A New Generation of NLO and LO Nuclear Parton Distribution Functions // JHEP. - 2009. - Vol. 04. -P. 065. - 0902.4154.

182. Whalley M. R., Bourilkov D., Group R. C. The Les Houches accord PDFs (LHAPDF) and LHAGLUE // HERA and the LHC: A Workshop on the implications of HERA for LHC physics. Proceedings, Part B. - 2005. -P. 575 581. - hep-ph/0508110.

183. Sjostrand Torbjorn, Mrenna Stephen, Skands Peter Z. PYTHIA 6.4 Physics and Manual // JHEP. - 2006. - Vol. 05. - P. 026. hep-ph/0603175.

184. Chatrchyan Serguei et al. Study of W boson production in PbPb and pp collisions at ^s^ = 2.76 TeV // Phys. Lett. - 2012. - Vol. B715. - P. 66-87. -1205.6334.

185. Chatrchyan Serguei et al. Measurement of the single-top-quark ¿-channel cross section in pp collisions at = 7 TeV // JHEP. - 2012. - Vol. 12. - P. 035. -1209.4533.

186. Aad Georges et al. Measurement of the ¿-channel single top-quark production cross section in pp collisions at yfs = 7 TeV with the ATLAS detector // Phys. Lett. - 2012. - Vol. B717. - P. 330 350. - 1205.3130.

187. Lokhtin I. P., Belyaev A. V., Malinina L. V. et al. Hadron spectra, flow and correlations in PbPb collisions at the LHC: interplay between soft and hard physics // Eur. Phys. J. - 2012. - Vol. C72. - P. 2045. - 1204.4820.