재귀 직소 재구성을 이용한 토포늄 분석

최근 대형 강입자 충돌기(LHC)의 ATLAS 및 CMS 실험 결과는 문턱 영역 근처에서 탑-쿼크 쌍 구속 상태(토포늄)의 존재 가능성을 시사합니다. 본 연구는 LHC에서 형성된 토포늄 상태를 재귀 직소 재구성(Recursive Jigsaw Reconstruction) 방법을 활용하여 재구성하는 방안을 제시합니다. 이를 위해 비상대론적 양자색역학(NRQCD) 기반의 토포늄 모델을 MadGraph5_aMC@NLO에 구현하여 활용했습니다. 고려된 최종 상태는 두 개의 b-젯, 두 개의 반대 전하 경입자, 그리고 두 개의 중성미자에서 발생하는 결측 에너지로 구성됩니다. 재귀 직소 재구성의 목표는 주어진 물리적 사건에 대한 붕괴 트리를 준비할 때 조합론적 모호성을 해결하는 데 도움이 되는 규칙을 활용하는 것입니다. 또한, 두 중성미자에서 발생하는 결측 에너지를 해결하여 사건을 재구성해야 합니다. 우리는 RestFrames 패키지 내의 네 가지 다른 방법을 적용하고 각 방법에서 얻은 재구성 결과를 비교했습니다. 이 방법을 통해 중간 입자 상태의 정지 프레임에서 운동학적 변수에 접근할 수 있으며, 이는 표준모형(SM) 탑-쿼크 쌍 배경과 토포늄 신호를 구별하는 추가적인 수단을 제공합니다. 우리는 토포늄 신호에 대한 민감도를 높이기 위해 두 개의 각도 변수를 활용할 것을 제안합니다. 예비 결과에 따르면, LHC Run 3 구성에서 현재 전략 대비 민감도가 최대 12%까지 향상될 수 있음을 보여줍니다. 이 방법은 탑-쿼크 쌍 문턱 영역에서의 물리 현상에 대한 추가적인 통찰력을 얻는 데 유용할 수 있습니다.