CMS实验上通过ZZ衰变到双轻双中微子末态寻找新共振态

The Large Hadron Collider at CERN has started its Run 2 data taking at 13TeV in 2015. It will accumulate around 150 fb-1 proton-proton collision data in 2016-2018. Such high energy and large statistics of collision data in this period will be rather critical for the new physics search at LHC. It will provide an admirable opportunity for the new resonance search especially at high mass regime. This proposal suggests to search for heavy resonances with ZZ→2l2v channel, such as the multi Higgs bosons predicted by the Two-Higgs-Doublet-Models, a new heavy Higgs boson predicted in extended Electroweak Singlet Model, etc. We aim to find evidence or observation of new resonance(s) in the high mass region if exist, otherwise we can set more stringent limits for the production cross section for the new resonant particles predicted by those Beyond Standard Models.

欧洲大型强子对撞机（LHC）在2015年重新开机后，将对撞质心能量提高到13TeV，计划在2016-2018年期间继续保持此质心能量运行取数，并获取约150fb-1的对撞数据。如此高对撞能量大统计量的实验数据，为高能区新粒子的寻找提供了非常有利的条件，是LHC上寻找新物理的非常关键的一批数据。本项目拟在LHC的CMS实验上，利用ZZ衰变至双轻双中微子末态寻找新的共振态，包括双希格斯双重态模型预言的新希格斯粒子，扩展的电弱单重态模型预言的高质量新希格斯粒子等，以期找到新的共振态存在的证据或迹象，或者为相关的超标准模型理论给出更严格的限制。

欧洲大型强子对撞机（LHC）于2015年~2018年期间顺利完成了整个Run 2阶段的运行取数，并获取了约140/fb的对撞数据。该批对撞数据为高能区寻找新粒子提供了非常有利的条件。本项目基于LHC上的CMS实验在Run 2阶段所获取的质心能量为13TeV的实验数据，利用ZZ衰变至双轻双中微子末态，在能量区间200 GeV~3000GeV范围内寻找新的希格斯粒子。基于2016年所获取的实验数据的分析结果，已发表在JHEP06（2018）127，标志着本项目在执行过程中取得了预期成果。在该结果中，通过对实验数据与标准模型预言的对比，我们没有发现明显的超出，因此我们给出了95%置信水平下，不同的质量及宽度假设的新的希格斯粒子的产生截面的上限，例如对于质量在3TeV的新希格斯粒子，所得的产生截面上限为1.2fb。该结果为一些相关的超标准模型的理论研究提供了重要的实验参考和严格的实验约束。