Слияние векторных бозонов

Я думаю, что у меня действительно есть ответ на этот вопрос, даже несмотря на то, что я назначил награду за него.

Идея состоит в том, что амплитуда максимальна, когда$W$бозоны рождаются на оболочке (поскольку в этом пределе пропагаторы самые большие). Это позволяет рассматривать создание$W$отдельно от остальной части диаграммы. Импульсы частиц в лабораторной системе отсчета определяются выражением

$$\begin{align} & p _i = ( E ,0,0,E ) \\ & p _W = ( E _W , 0, p _W s _\theta ,p _W c _\theta ) \\ & p _f = p _i - p _W \end{align}$$ где $p _i$, $p _f$, и $p _W$обозначают начальную струю, конечную струю и $W$бозонные импульсы соответственно. Угол $\theta$количественно определяет, насколько далеко $W$и конечная струя от линии луча. Условие на оболочке для конечной струи ограничивает возможные углы: $$\begin{equation} 0 = ( p _i - p _W ) ^2 = m _W ^2 - 2 E E _W + 2 p _W c _\theta \end{equation}$$ Упрощение дает, $$\begin{equation} c _\theta = \frac{ E _W }{ p _W } - \frac{ m _W ^2 }{ 2 E p _W } \end{equation}$$ Если $W$бозоны сильно усилены (как и следовало ожидать на БАК), тогда, $$\begin{equation} c _\theta \approx \frac{ E _W }{ p _W } \end{equation}$$ Это всего лишь скорость $W$бозоны и подходы $1$. Поэтому, $\theta \approx 0$.

Таким образом, мы делаем вывод, что$W$бозоны (а значит, и финальные струи) выходят под малыми углами относительно линии луча. Это создает прямые струи, характерные для слияния векторных бозонов.

Я бы подумал, что это потому, что (1) кварки в начальном состоянии находятся в конечном состоянии и (2) каждый из них должен иметь очень большой переданный импульс, чтобы произвести бозон Хиггса на оболочке. Небольшие столкновения с передачей импульса не вложат достаточно энергии в (виртуальные) ВБ, которые сливаются, чтобы образовать бозон Хиггса. Эта большая передача импульса будет производить большие pT.

Здесь есть хороший набор диаграмм . Единственный, в котором оба кварка находятся в конечном состоянии, — это VBF, поэтому большое значение pT позволило бы различить эти события.

(Чистая спекуляция с моей стороны по большей части этого. Я не занимался феноменологией 25 лет.)

Пока не цитируйте меня по этому поводу (я хочу проверить некоторые источники), но я думаю, что это потому, что поперечное сечение VBF является наиболее доминирующим вокруг резонансов W и Z, которые находятся на$80\text{ GeV}$и$91\text{ GeV}$соответственно. В этих бозонах заключено много энергии и, в свою очередь, в бозонах Хиггса, которые они производят при столкновении. Так что, когда этот бозон Хиггса распадется, он создаст особенно мощные струи.

В других процессах производства Хиггса вы не получите резонанс вокруг больших масс векторных бозонов, потому что задействованные виртуальные частицы не такие массивные. Исключением может быть слияние глюонов с петлей верхнего кварка, но оно также подавляется низкой плотностью глюонов на большом Бьоркене.$x$.