Measuring Sparticles with the Matrix Element
Johan Alwall, Ayres Freitas, Olivier Mattelaer
我们应用矩阵元法（MEM）的质量测定的夸克对生产与直接衰变到夸克和LSP在LHC，表明同时测定夸克和LSP的质量是可能的。此外，我们提出的方法，包括QCD辐射效应的MEM。
We apply the Matrix Element Method (MEM) to mass determination of squark pair production with direct decay to quarks and LSP at the LHC, showing that simultaneous mass determination of squarks and LSP is possible. We furthermore propose methods for inclusion of QCD radiation effects in the MEM.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Measuring sparticle masses in non-universal string inspired models at the LHC
我们证明了在LHC研究的五个超引力点中的一些可以近似地从微扰弦论或M-理论导出，但是会导致电荷和色破缺极小值。作为一个试点研究，然后，我们分析了微扰弦模型与非通用的软质量，优化，以避免全球的电荷和颜色打破最小值。通过结合测量多达6个运动学边缘的夸克衰变链与数据从一个新的运动学变量，旨在提高slepton质量测量，我们表明，一个典型的大型强子对撞机实验将能够确定夸克，slepton和中性伴子质量的准确性足以允许一个优化的模型，以区分从一个类似的标准SUGRA点。因此，该技术概括了超对称性搜索在LHC。
Constraining the minimal supergravity model parameter tan(beta) by measuring the dilepton mass distribution at LHC
我们研究$\tanβ$的事件运动学的最终状态与$e^+e^- /μ^+μ^- /e^{\pm}μ^{\mp} + E_T^{\rm miss} + jets$，预期在欧洲核子研究中心LHC的$pp$碰撞，在最小超引力模型的框架内的依赖。随着$\tanβ$的增加，第三代粒子质量$m_{\tildeτ_1}$和$m_{\tilde{b}_1}$由于τ和底Yukawa耦合的增加而减小.结果，胶子，停止，sbottom，电荷子和中性伴子衰变到第三代粒子和s粒子增强。随着$\tanβ$的上升，我们观察到$e^+e^- /μ^+μ^- +E_T^{\rm miss} + jets$与$e^{\pm}μ^{\mp} + E_T^{\rm miss} + jets$终态的双轻子质谱形状的特征变化，分别反映了衰变$\tildeχ_2^0\to \tilde{\ell}_{L,R}^{\pm}\ell^{\mp}\to \tildeχ_1^0 \ell^+\ell^-, \tildeχ_2^0\to \tildeχ_1^0 \ell^+\ell^-$和$\tildeχ_2^0\to \tildeτ^{\pm}_1τ^{\mp}\to \tildeχ_1^0 τ^+ τ^-$，$\tildeχ_2^0\to τ^+ τ^- \tildeχ_1^0$的存在。我们利用这种效果来约束$\tanβ$的值。
Sparticle Discovery Potentials in the CMSSM and GUT-less Supersymmetry-Breaking Scenarios
我们考虑LHC和线性e^+e^-对撞机（LC）在MSSM的变体中发现超对称粒子的潜力，其中软超对称破缺质量参数被限制为在GUT尺度（CMSSM）或在某些较低尺度M_{in}（无GUT模型）下的普适性，就像在某些海市蜃楼统一的场景中可能发生的那样。尽管LHC应该能够发现沿着所有CMSSM共湮灭带的方子和/或胶子，其中残余中性子LSP密度位于有利于冷暗物质的范围内，但许多没有GUT的模型可能逃脱LHC的检测。特别是，如果M_{in} < 10^{11} GeV，如果残余物的密度落在有利的范围内，LHC就不会探测到超粒子。对于LHC中任何一个已知的超对称性发现，在这样的无GUT模型中，最轻的中性伴子质量以及LC中产生超粒子对的阈值随着M_{in}的减小而增加，CMSSM为测量LC中的超粒子提供了最好的前景。例如，如果大型强子对撞机发现了具有1 fb^{-1}数据的超微粒子，那么在CMSSM中，600 GeV的质心能量就足以让LC产生中性伴子对，如果它们提供冷的暗物质的话，而在一般的无大统一理论模型中可能需要超过1 TeV的能量。如果LHC需要10 fb^{-1}才能发现超对称性，那么CMSSM中所需的能量将增加到800 GeV，而无GUT模型中所需的能量将增加到1.4 TeV。
$0\nu2β$ Nuclear Matrix Elements and Neutrino Magnetic Moments
本文比较了不同的无中微子双β衰变核矩阵元（NME）的获得方法。以~（76）Ge为例，我们用NME计算了在最小超对称标准模型中，由粒子-粒子R宇称破坏环图产生的Majorana中微子跃迁磁矩。
Prospects for measuring the mass of heavy, long-lived neutral particles that decay to photons
我们描述了一种新的方法来测量质量的重，长寿命的中性粒子衰变到光子使用对撞机实验。我们专注于轻中性伴子和引力伴子模型在规范介导的超对称性破缺的情况下，中性伴子有一个长寿命（O（ns）），因为它是不排除由目前的实验。为了说明我们的方法，并给出灵敏度估计，我们使用最近的CDF的结果和生产机制，其中sparticles是通过$ϕ_{i} \rightarrow \widetildeχ^{1}_{0} \widetildeχ^{1}_{0} \rightarrow (γ\widetilde{G})(γ\widetilde{G})$，其中$ϕ_{i}$表示中性标量玻色子，$\widetildeχ^{1}_{0}$是最轻的中性伴子和$\widetilde{G}$是引力子，作为一个完整的背景形状和速率。事件可以在独占光子加上丢失$E_{T}$最终状态下观察到，其中一个光子到达探测器时具有延迟的到达时间。令人惊讶的是，使用完整CDF数据集对延迟时间分布的斜率的简单测量对除了$\widetildeχ^{1}_{0}$质量之外的所有质量都很不敏感，并且允许将其质量确定为其自身的约25%的可能性。
Measuring the Magnitude of the Fourth-Generation CKM4 Matrix Element V_{t'b'}
本文研究了标准模型四代推广下重手征（t '，b'）夸克的衰变。如果t '和b'质量之间的差小于W质量，正如精密电弱测量所支持的那样，那么Cabibbo-Kobayashi-Maskawa所支持的在壳衰变t '--> b'W是被禁止的。结果，其它t '衰变具有相当大的分支分数，其对对角CKM矩阵元素V_{t'b'}的大小高度敏感。我们证明了|V_{t'b'}|可以从两体和三体t '衰变分支分数的比值中确定，并估计在LHC上进行这种测量的精度。我们讨论了t '的强子化，|V_{t'b'}|.
Measuring the Higgs Boson Self Coupling at the LHC and Finite Top Mass Matrix Elements
在欧洲核子研究中心大型强子对撞机上通过弱规范W玻色子的包容性标准模型希格斯玻色子玻色子对的产生和随后的同号双轻子衰变有能力确定希格斯玻色子玻色子的自耦合λ。大的顶夸克质量极限被发现不是一个很好的近似信号，如果一个人希望利用微分分布的分析。我们发现，在LHC的设计光度下，当标准模型希格斯玻色子的质量在150 ~ 200 GeV之间时，它的自耦合不为零，λ/λ（SM）在95%的置信水平下可以限制在0 ~ 3.7的范围内。
Asymmetry Observables for Measuring Spin Correlations in Top-Quark Pair Production
对产生中顶夸克和反顶夸克之间的自旋关联对标准模型以外的物理现象很敏感。一套完整的可观测量，可以用来测量所有的独立参数的生产自旋密度矩阵，是必要的搜索反常相互作用的生产动力学。在这封信中，我们提供了一组测量所有密度矩阵元素的非对称可观量。这些可观测量的定义与产生机制无关，并且可以在任何所需的参考系中指定，特别是在实验中首次观察到自旋相关证据的实验室参考系中。我们的方法可以用来找到一个最佳的洛伦兹框架，其中的密度矩阵的灵敏度是高的给定的生产过程和实验环境，或测试可能的矩阵元素之间的相关性。
Predictive Signatures of Supersymmetry: Measuring the Dark Matter Mass and Gluino Mass with Early LHC data
我们提出了一个集中的研究预测统一模型，其可测量的后果是直接相关的超对称性在大型强子对撞机的早期发现前景。ATLAS和CMS已经发布了他们对35 pb $^{-1}$数据的分析，我们讨论的模型类与此数据一致。结果表明，随着光度的增加，LSP暗物质质量和胶子质量可以从轻子通道的运动学边缘和有效质量分布的峰值等简单观测量中推断出来。具体来说，我们考虑的情况下，中性伴子是低质量的，并通过交换统一的超引力模型中的希格斯玻色子产生与WMAP观测一致的遗物密度。高根质量的大小被严格限制在参数空间的聚焦区域，特别是暗物质的质量位于$\sim (50-65) ~\rm GeV$的范围内，其胶子质量的上限为$575~{\rm GeV}$，典型质量为$450~{\rm GeV}$。我们发现，在这个范例中的所有模型点在大型强子对撞机在$\sqrt s = 7 \rm ~TeV$。我们确定在这个模型中的整个sparticle光谱的下限根据现有的实验约束。此外，我们还发现中性伴子与核子散射的自旋无关截面一般在$σ^{\rm SI}_{\na p} = 10^{-46 \pm 1}~\rm cm^2$的范围内，也可能有更高的截面。因此，直接检测实验，如CDMS和XENON已经限制了一些允许的参数空间的低质量gaugino模型和进一步的数据将提供重要的交叉检查模型的假设在不久的将来。
Possibility of Measuring the CP-Violation gamma-parameter in Decays of Xi_bc Baryons
基于三角形思想的模型无关方法被用来提取包含粲夸克和美夸克的双重重子衰变的CKM矩阵角γ。通过对中性D介子的味态和CP本征态在固定排他通道中的标记，分析了图的颜色结构和重构两个参考三角形的条件。的特性分支比评估的框架内的潜在模型设置的衰变率的强子矩阵元的参数依赖。
Measuring the mass, width, and couplings of semi-invisible resonances with the Matrix Element Method
我们演示了使用矩阵元法（MEM）的质量，宽度和耦合的情况下，单或对生产的半不可见的衰减共振的测量。为了确定性，我们考虑了两体衰变的通用共振的可见粒子从标准模型（SM）和一个巨大的不可见粒子。众所周知，质量差可以从横向运动学变量（如横向质量$M_T$或剑桥$M_{T2}$变量）的端点提取，但测量总质量尺度是一个非常困难的问题。我们表明，MEM可以用来获得不仅是绝对的质量尺度，但也共振的宽度和张量结构的耦合。除了新的物理搜索，我们的研究结果可以很容易地应用到的情况下，SM $W$玻色子生产的欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC），在那里可以重复测量的$W$属性在一个通用的和模型无关的框架。
New Approach for Measuring $|V_{ub}|$ at Future $B$-Factories
研究表明，测量包含性$B \rightarrow X_{c(u)} l ν$衰变中的强子不变质量（$m_X$）分布有助于提取CKM矩阵元$|V_{ub}|$ .我们研究了HQET、FAC、手征拉格朗日和ACCMM模型中的强子不变质量分布。还强调，$m_X$分布，即使在区域$m_{X} > m_{D}$在包容性$b\rightarrow u$是effefective在选择的事件，在未来的非对称$B$工厂，实验上可行的，更好的理论理解。
Measuring |V_{td} / V_{ub}| through B -> M ν\barν(M=π,K,ρ,K^*) decays
本文提出了一种新的精密测定|V_{td} / V_{ub}|由分支比BR（B -> ρν \bar ν）/ BR（B ->ρ ν）和BR（B -> πν \bar ν）/ BR（B -> π ν）的比率确定。这些比值仅取决于Cabibbo-Kobayashi-Maskawa（CKM）元素的比值|V_{td} / V_{ub}|当忽略很小的同位旋破缺效应时，理论上的不确定性很小。众所周知，|V_{td} / V_{ub}|对于标准模型内的CP违反的CKM版本，等于（\sin γ）/（\sin β）。给出了微分衰变宽度dΓ的详细解析和数值结果（B -> K^* v \bar v）/dq ^2和微分速率dBR的比值（B -> ρν \bar ν）/dq^2 / dBR（B -> K^* v \bar v）/dq ^2以及BR（B -> ρ v \bar v）/ BR（B -> K^* v \bar v）和BR（B -> π v \bar v）/ BR（B -> K v \bar v）。
Measuring CP violation and mass ordering in joint long baseline experiments with superbeams
通过对两个不同的长基线中微子振荡实验的联合分析，我们提出用超束测量CP相位$δ_{\rm CP}$、中微子混合矩阵元$|U_{e3}|$的大小和大气尺度质量平方差$Δ{\rm m}^2_{31}$的符号。一个是300公里的长基线实验，另一个是2100公里的甚长基线实验。中微子源选用已获批准的高强度质子同步加速器HIPA。LBL的中微子束是2度离轴超束，VLBL的中微子束是窄带超束。考虑到所有可能的错误，我们评估所需的事件发生率和灵敏度，可以达到确定$δ_{\rm CP}$和$Δm^2_{31}$的迹象。我们到达一个代表性的情况下，一个相当精确的探测中微子物理学的这一部分。
QCD and Weak Interactions of Light Quarks
这篇评论包含了一个概述的强相互作用效应在弱衰变开始的历史介绍。它包含半轻子衰变的简短概述和测量CKM矩阵元素的相关性。本文的主要部分是对与$K^0$ - $\bar{K^0}$混合和$K\toππ$衰变有关的非轻子矩阵元的理论计算。最后对罕见的K介子衰变作了简短的总结。
Densities, Parton Distributions, and Measuring the Non-Spherical Shape of the Nucleon
与自旋相关的夸克密度，在一定自旋极化的质子态中特定密度算符的矩阵元，表明核子可能具有无限多种的非球形形状。我们表明，这些矩阵元素是密切相关的特定的横向动量依赖的部分子分布的角度依赖性的半包容性的过程电子加质子去电子加π介子加任何东西，和Drell-Yan反应质子加质子去轻子反轻子对加任何东西。新的测量或分析将允许直接展示质子的非球形性质。
Prospects of measuring the CKM matrix element $|V_{ts}|$ at the LHC
我们研究了在LHC上用$p p \to t\bar{t}X$和$p p \to t/\bar{t} X$过程以及随后的$t \to W^+s$和$\bar{t} \to W^- \bar{s}$衰变产生的顶夸克测量CKM矩阵元$\vert V_{ts}\vert$的前景。我们坚持对$W^\pm$进行轻子标记，即$W^\pm \to \ell^\pm ν_\ell$（$\ell =e, μ, τ$），并分析信号过程$t \to W s$中预期的喷流剖面和来自衰变$t \to W b$的主导背景。为此，我们分析的$V0$（$K^0$和$Λ$）分布的$s$和$b$夸克喷注集中在这些粒子的能量和横向动量分布。从$t \to W b$分支发出的$V0$由于弱衰变$b \to c \to s$和$b$ -夸克喷流富含带电轻子而使衰变顶点从相互作用点移位。因此，在喷流中没有次级顶点和高能带电轻子提供了顶夸克衰变中额外的（$b$ -喷流与$s$ -喷流）区分。这些分布用于训练提升决策树（BDT）。使用BDT分类器和它的一个变体BDTD，它使用去相关变量，我们计算对应于信号（$t \to W s$）和背景（$t \to W b$）的BDT（D）响应函数。详细的模拟进行了我们与Monte Carlo发生器PYTHIA被用来估计的背景抑制与信号效率为三个代表性的LHC能量$\sqrt{s}=7$ TeV…
Is it possible to study neutrinoless $ββ$ decay by measuring double Gamow-Teller transitions?
无中微子双β衰变的测量需要有关核基质元素值的信息，这些信息决定着计划和解释实验的过程。然而，目前，即使是用最可靠的多体方法得到的矩阵元素，也不能比因子2或因子3更好地相互吻合。对多体计算的一个通常检验是与几个核观测值的比较，但到目前为止，还没有发现原子核结构性质与无中微子双β衰变有很好的相关性。在这里，我们建议，双电荷交换实验可以提供一个非常有价值的工具，提供见解的中微子双β衰变。双电荷交换反应目前正在世界各地的实验室中进行，目的是找到由双伽莫夫-特勒激发给出的新的核集体。我们的结果表明，双Gamow-Teller跃迁到末态核的基态和无中微子双β衰变核矩阵元之间有很好的线性相关。这种相关性在$pf$ -壳层核之间似乎是稳健的。
NRQCD matrix elements in polarization of J-Psi produced from b-decay
我们给出了非相对论性QCD（NRQCD）预言的b中产生的J-Psi到J-Psi + X的极化，以及螺旋度和的产生率。我们建议，这些可观测量提供了一种手段，测量三个最重要的颜色八位NRQCD矩阵元素参与J-Psi生产。预期的偏振参数α的测量，我们确定其预期的范围内给出当前的实验界限的颜色八位矩阵元素。
Breaking the Spin Degeneracy for Distributions of Off-Diagonal Scattering Matrix Elements in the Case of Symplectic Symmetry
本文提出一种在通道中引入自旋偏好以打破散射矩阵元分布自旋简并性的模型，借助超对称推导非线性sigma模型，精确计算一阶修正下的分布，发现实部和虚部在打破简并后仍与未打破时相同。
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