ПОИСК И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЭФФЕКТОВ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ПРОЦЕССЕ РОЖДЕНИЯ ПАР ЛЕПТОНОВ НА БОЛЬШОМ АДРОННОМ КОЛЛАЙДЕРЕ LHC

Н. Аркани-Хамед, С. Димопулос и Г. Двали предложили модель (ADD) низкоразмерной квантовой гравитации с большими пространственными измерениями. В этой модели обмен гравитонных башен Калуцы – Клейна может усилить величину сечения рождения лептонных пар при больших инвариантных массах дилептонов в протон-протонных столкновениях на коллайдере LHC. Принимая во внимание настоящий и будущий энергетические режимы коллайдера LHC, мы вновь проанализировали потенциальные возможности LHC по обнаружению эффектов больших дополнительных измерений, а также по разделению различных теоретических моделей. В частности, в последнем случае мы исследуем возможности LHC по разделению эффектов обмена гравитонными башнями Калуцы – Клейна со спином 2 и эффектов «новой» физики другой природы, которые могут быть удобно параметризованы четырехфермионными контактными взаимодействиями. Для LHC с планируемой энергией в 14 ТэВ и светимостью 100 фб–1 мы определили граничные значения на параметр обрезания MS,, для которого LHC сможет обнаруживать (и идентифицировать) эффекты обмена гравитонными башнями, а именно: MS = 6,2 ТэВ (4,8 ТэВ) для d = 6 и MS = 8,8 ТэВ (6,8 ТэВ) для d = 3. 

1. Riemann B., Weyl H. Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen. Springer, Berlin, Heidelberg, 1919, 50 p. (in German). https://doi.org/10.1007/978-3-662-42316-5

2. Arkani-Hamed N., Dimopoulos S., Dvali G. The hierarchy problem and new dimensions at a millimeter. Physics Letters B, 1998, vol. 429, no. 3-4, pp. 263-272. https://doi.org/10.1016/s0370-2693(98)00466-3

3. Cullen S., Perelstein M. SN1987A Constraints on Large Compact Dimensions. Physical Review Letters, 1999, vol. 83, no. 2, pp. 268-271. https://doi.org/10.1103/physrevlett.83.268;

4. Hall J., Smith D. Cosmological constraints on theories with large extra dimensions. Physical Review D, 1999, vol. 60, no. 8, p. 085008. https://doi.org/10.1103/physrevd.60.085008

5. Hewett J. L. Indirect Collider Signals for Extra Dimensions. Physical Review Letters, 1999, vol. 82, no. 24, pp. 4765- 4768. https://doi.org/10.1103/physrevlett.82.4765

6. Giudice G. F., Rattazzi R., Wells J. D. Quantum gravity and extra dimensions at high-energy colliders. Nuclear Physics B, 1999, vol. 544, no. 1-2, pp. 3-38. https://doi.org/10.1016/s0550-3213(99)00044-9

7. Osland P., Pankov A. A., Paver N. Discriminating graviton exchange effects from other new physics scenarios in e+ e- collisions. Physical Review D, 2003, vol. 68, no. 1, p. 015007. https://doi.org/10.1103/physrevd.68.015007