Распад $Z$-бозона на два лептона и фотон, асимметрия заряда и бегущий слабый угол смешивания

Аннотации

Аннотация

В данной работе мы рассматриваем распределение по инвариантной массе лептона и фотона в процессе распада $Z$-бозона на два лептона и фотон. Измерения произведены на детекторе АТЛАС и имеют рекордную точность, систематическая неопределенность не превышает 0,6 %. Мы провели количественное сравнение результатов измерений с предсказаниями современных генераторов событий реализующих расчет Стандартной модели для данного процесса. Обнаруженные отклонения от предсказаний генераторов интерпретируются с помощью эффективного взаимодействия $Z$-бозона с двумя лептонами и фотоном. Добавка вклада эффективного взаимодействия оказалась значима на уровне достоверности более $5\sigma$ для PowHeg+PHOTOS и более $4,7\sigma$ для Sherpa 2.2. Произведен расчет зарядовой асимметрии для указанного процесса при различных значениях синуса угла Вайнберга. Асимметрия достигает максимума и минимума при значениях синуса около 0,2 и 0,7 соответственно. Численно асимметрия равна 0,03 в максимуме и -0,03 в минимуме, что не позволяет объяснить экспериментальное значение асимметрии $0,088 \pm 0,022$  при инвариантной массе лептона и фотона равной массе $W$-бозона.