Gluons to Diphotons via New Particles with Half the Signal’s Invariant Mass

칼라와 전하를 동시에 가진 새로운 입자가 존재할 경우, 광자 쌍의 에너지와 운동량을 이용해 이를 찾아내는 방법을 제시하였다. 칼라와 전하를 동시에 지닌 입자는 글루온 쌍이 광자 쌍을 만들어내는 과정에 영향을 주게 되므로, 광자 쌍의 에너지와 운동량을 이용해 만들어낸 질량 분포를 통해 이러한 새로운 입자의 존재를 알아낼 수 있다. 현재의 관측 데이터를 이용해 새로운 입자의 질량과 칼라, 전하에 대한 허용치를 얻었고, 이 방법으로 탑 쿼크의 질량을 결정할 수 있는 가능성을 제시하였다.
(정태현 학생은 2016년 8월 박사학위 취득)

Any new particle charged under SU(3)_C and carrying an electric charge will leave an imprint in the diphoton invariant mass spectrum, as it can mediate the gg → γγ process through loops. The combination of properties of loop functions, threshold resummation, and gluon parton distribution functions can result in a peaklike feature in the diphoton invariant mass around twice the mass of a given particle even if the particle is short lived, and thus it does not form a narrow bound state. Using a recent ATLAS analysis, we set upper limits on the combined SU(3)_C and electric charge of new particles and indicate future prospects.