Phenomenology of photons-enriched semi-visible jets
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This Letter proposes a new signature for confining dark sectors at the LHC. Under the assumption of a QCD-like hidden sector, hadronic jets containing stable dark bound states originating from hidden strong dynamics, known as semi-visible jets, could manifest in proton-proton collisions. In the proposed simplified model, a heavy $$Z'$$ Z ′ mediator coupling to SM quarks allows the resonant production of dark quarks, subsequently hadronizing in stable and unstable dark bound states. The unstable dark bound states can then decay back to SM quarks via the same $$Z'$$ Z ′ portal or photons via a lighter pseudo-scalar portal (such as an axion-like particle). This mechanism creates a new signature where semi-visible jets are enriched in non-isolated photons. We show that these exotic jets evade the phase space probed by current LHC searches exploiting jets or photons due to the expected high jet neutral electromagnetic fraction and photons candidates non-isolation, respectively. In the proposed analysis strategy to tackle such signature, we exploit jets as final state objects to represent the underlying QCD-like hidden sector. We show that, by removing any selection on the neutral electromagnetic fraction from the jet identification criteria, higher signal efficiency can be reached. To enhance the signal-to-background discrimination, we train a deep neural network as a jet tagger that exploits differences in the substructure of signal and background jets. We estimate that with the available triggers for Run 2 and this new strategy, a high mass search can claim a $$5 \sigma $$ 5 σ discovery (exclusion) of the $$Z'$$ Z ′ boson with a mass up to 5 TeV (5 TeV) with the full Run 2 data of the LHC when the fraction of unstable dark hadrons decaying to photons pairs is around $${30}{\%}$$ 30 % , and with a coupling of the $$Z'$$ Z ′ to SM quarks of 0.25.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,003 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».