轴子类粒子对 $\mu\to e$ 转换的贡献

我们研究了在具有强子与带电轻子味破坏（CLFV）相互作用的轴子类粒子（ALPs）模型中，核靶上的 $\mu\to e$ 转换过程。该过程的贡献通常分为两类：自旋无关（SI）与自旋相关（SD）。虽然 SI 贡献可由纯轻子 ALP 相互作用通过偶极算符产生，SD 贡献也可在树层通过 ALP-夸克相互作用出现。直观预期 SI 贡献因其相干增强而占主导。在本 $\textit{letter}$ 中，我们表明这并非普遍成立；特别地，对于量级为 $\sim\!m_q/f_a$ 的自然尺寸 ALP-夸克耦合，由 ALP-$\pi^0$ 混合诱导的 SD 相互作用实为 $\mu\to e$ 转换的主导贡献。直观上，这源于偶极贡献被 QED 单圈因子压低，抵消了 SI 相干增强效应。我们的研究凸显了 $\mu\to e$ 转换搜寻在探索一般 ALP 模型参数空间中的重要性，并证明了这些搜寻在重质量范围 $m_a\gtrsim m_{\mu}$ 探测 CLFV ALP 参数空间方面的竞争力。