Centraré mi respuesta en una anomalía que comenzó a recibir atención últimamente, y que está muy cerca de mi corazón: el exceso de 2-3-4ish sigma (depende de si observan una medida o un total combinado) en la producción de WW Medida de sección transversal.
La medición de la sección transversal WW busca la producción de pares W que luego se descomponen en un leptón cada uno más un neutrino. Por lo tanto, la señal experimental es dos leptones + energía faltante, junto con algunos requisitos detallados sobre las propiedades cinemáticas de los leptones salientes.
Todos los análisis experimentales publicados (CMS y ATLAS a 7 TeV con 5 / fb de datos; CMS 8 TeV con 3.5 / fb de datos, y ATLAS 8 TeV con 20 / fb de datos) han informado un exceso de ~ 10-20% (más para 8 TeV que 7 TeV) en la cantidad de señal observada frente a la esperada de SM. Además, existen discrepancias interesantes en la forma de ciertos espectros cinemáticos de los leptones salientes. Entonces hay demasiada señal, y también se ve un poco diferente.
Este exceso está, a priori, comenzando a ponerse bastante interesante. La significancia estadística acumulada es 2-4 sigma, dependiendo de cómo se calcule. Los excesos de este tamaño van y vienen, pero ha sido algo consistente en diferentes medidas y garantiza una mirada más profunda.
Ahora, es completamente plausible que este ‘exceso’ (si desea utilizar este término) se deba a un efecto de Modelo estándar (SM) no contabilizado. Los culpables más probables son (a) correcciones descuidadas de orden superior a la sección transversal general de WW, y (b) una comprensión teórica insuficiente de la eficiencia del veto a reacción.
(b) tiene que ver con la comprensión del espectro detallado de la energía de los chorros adicionales que se emiten durante la producción de WW, y puede influir en la probabilidad de que un evento de producción de WW pase los cortes del análisis. Esto fue abordado recientemente por dos documentos resumidos (arXiv 1407.4481, 1407.4537), desafortunadamente con resultados algo contradictorios.
(a) se abordó recientemente en el primer cálculo de la sección transversal de NNLO WW 1408.5243, pero no estoy del todo claro si las colaboraciones experimentales emplearon, según las definiciones de este documento teórico, la versión “NLO” o “NLO + gg” de la sección transversal de WW para informar el exceso original. Si el primero (último) es cierto, entonces las correcciones de orden superior pueden representar el 9% (4%) del exceso observado ~ 20%.
Entonces, el resultado de las posibles explicaciones de SM es: tenemos que esperar un poco más hasta que el polvo se asiente. Es posible que el SM no represente ninguno, parte o todo el exceso observado, en este momento no estoy en condiciones de decirlo.
Habiendo cumplido mi deber como buen ciudadano y mencionado todas las advertencias de SM, divirtámonos e imaginemos que el exceso se debe a alguna nueva física. El primer artículo sobre este tema fue escrito por Patrick Meade, Prerit Jaiswal y yo hace dos años (1206.6888), y varios seguidos pronto por nosotros y otros (1303.5696, 1304.7011, 1406.0848, 1406.0858). Resulta que es perfectamente plausible que aparezcan escenarios muy razonables de nueva física en las mediciones WW SM, y * solo * en esa medición (al menos hasta la fecha). Los posibles modelos incluyen charginos ligeros a ~ 120 GeV, sleptones ligeros (ahora algo desfavorecidos) y, lo más emocionante, paradas ligeras (socios supersimétricos del quark top) con una masa de ~ 200 – 250 GeV. Este último vendría con un posible zoológico de partículas compañeras en el espectro (como sbottoms o charginos). Todas estas posibilidades para la nueva física en WW se han formulado en el marco de la supersimetría, pero no es necesario que se ajuste a los datos, otros marcos podrían aplicarse igualmente bien. Ninguna de ellas está descartada por ninguna otra búsqueda, por lo que debemos estar atentos a los datos de 13/14 TeV para excluirlos o descubrirlos, lo que es potencialmente muy emocionante.
También hay una lección más amplia aquí, que se aplica incluso si este exceso de WW en particular resulta ser solo SM. Se sabe desde hace un tiempo que las mediciones SM “aburridas” (desde un nuevo punto de vista físico) como la sección transversal WW no son aburridas en absoluto, y que deberíamos usarlas no solo para pruebas de precisión SM (en sí mismas meta digna), pero para buscar y excluir nueva física! Las estrategias de búsqueda más ingenuas para modelos como la supersimetría pierden potencia cuando ciertos espectros se comprimen (es decir, ciertas partículas se acercan entre sí en masa). Esto reduce la cantidad de energía faltante en el evento. En ese caso, las mediciones SM deben usarse para buscar la nueva física, que puede ser más desafiante pero mucho más poderosa. Esto es especialmente pertinente ya que proyectamos que la búsqueda llega a energías superiores del centro de masa a 14 y 100 TeV.
