Fusión de bosones vectoriales

Creo que en realidad tengo una respuesta a esta pregunta a pesar de que puse una recompensa por ella.

La idea es que la amplitud es máxima cuando la$W$los bosones se producen en la capa (ya que los propagadores son los más grandes en este límite). Esto nos permite tratar la creación del$W$está separado del resto del diagrama. Los momentos de las partículas en el marco del laboratorio están dados por,

$$\begin{align} & p _i = ( E ,0,0,E ) \\ & p _W = ( E _W , 0, p _W s _\theta ,p _W c _\theta ) \\ & p _f = p _i - p _W \end{align}$$ dónde $p _i$, $p _f$, y $p _W$denote el chorro inicial, el chorro final y $W$momentos bosónicos respectivamente. El ángulo $\theta$cuantifica la distancia a la que se encuentra $W$y chorro final son de la línea de luz. El condicional on-shell para el jet final restringe los ángulos posibles: $$\begin{equation} 0 = ( p _i - p _W ) ^2 = m _W ^2 - 2 E E _W + 2 p _W c _\theta \end{equation}$$ Simplificando da, $$\begin{equation} c _\theta = \frac{ E _W }{ p _W } - \frac{ m _W ^2 }{ 2 E p _W } \end{equation}$$ Si el $W$los bosones están muy potenciados (como cabría esperar en el LHC), entonces, $$\begin{equation} c _\theta \approx \frac{ E _W }{ p _W } \end{equation}$$ Esta es solo la velocidad de la $W$bosones y enfoques $1$. Por lo tanto, $\theta \approx 0$.

Por lo tanto, concluimos que la$W$los bosones (y por lo tanto también los chorros finales) salen en ángulos pequeños en relación con la línea del haz. Esto crea los chorros hacia adelante que se encuentran en la fusión de bosones vectoriales.

Hubiera pensado que es porque (1) los quarks del estado inicial están en el estado final y (2) cada uno de ellos debe tener una transferencia de momento muy grande para producir un Higgs en la capa. Las pequeñas colisiones de transferencia de impulso no pondrán suficiente energía en los VB (virtuales) que se fusionan para formar el Higgs. Esa gran transferencia de cantidad de movimiento va a producir grandes pT.

Hay un buen conjunto de diagramas aquí . El único con ambos quarks en el estado final es el VBF, por lo que el gran pT distinguiría esos eventos.

(Pura especulación de mi parte sobre gran parte de esto. No he hecho fenomenología en 25 años).

No me citen sobre esto todavía (quiero verificar algunas fuentes), pero creo que es porque la sección transversal VBF es más dominante alrededor de las resonancias W y Z que están en$80\text{ GeV}$y$91\text{ GeV}$respectivamente. Esa es una gran cantidad de energía atada a esos bosones y, a su vez, al Higgs que chocan para producir. Entonces, cuando ese Higgs decaiga, producirá chorros de impulso particularmente altos.

En otros procesos de producción de Higgs, no obtendrías la resonancia alrededor de las grandes masas de los bosones vectoriales porque las partículas virtuales involucradas no son tan masivas. La excepción sería la fusión de gluones con un bucle de quark superior, pero eso también se suprime por la baja densidad de gluones en Bjorken grande.$x$.