在 EIC 对制动质子：从不可见介子衰变到新物理搜索

Reuven Balkin; Ta'el Coren; Alexander Jentsch; Hongkai Liu; Maksym Ovchynnikov; Yotam Soreq; Sokratis Trifinopoulos

在 EIC 对制动质子：从不可见介子衰变到新物理搜索

高能物理 - 唯象学 2026-04-15 v2

作者: Reuven Balkin , Ta'el Coren , Alexander Jentsch , Hongkai Liu , Maksym Ovchynnikov , Yotam Soreq , Sokratis Trifinopoulos

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

我们研究了电子-离子碰撞器 (EIC) 对共轨制动电子产生中不可见最终态的灵敏度。特征信号是前向质子能量降低，检测器中几乎没有额外活动。凭借 EIC 卓越的粒子探测能力和运动学重构，我们认为背景可以被显著抑制。虽然我们的分析适用于各种状态，但我们具体 focus on 偏转子粒子：(i) 中性介子 ( $\pi^0,\eta^{(\prime)}$ )，其不可见的标准模型衰变极易被抑制；(ii) 耦合到夸克的轴子-like 粒子 (ALP) 衰变为暗部。根据介子种类和可实现的背景抑制，EIC 可能将现有对偏转子介子不可见衰变的界限提高了最多四个数量级，探测 branching ratio 最小可达 ${\rm BR}(\eta^{(\prime)}\to{\rm inv})\sim 10^{-8}$ 。此外，EIC 将直接探测可见衰变的 ALP，耦合强度可达 $f_a\sim 10^5\,\text{GeV}$ ，质量范围为 $0.1$ - $2\,\text{GeV}$ 。

关键词

电子-离子碰撞器不可见最终态共轨制动电子产生偏转子介子轴子-like 粒子背景抑制分支比暗部

引用

@article{arxiv.2601.00068,
  title  = {Braking protons at the EIC: from invisible meson decay to new physics searches},
  author = {Reuven Balkin and Ta'el Coren and Alexander Jentsch and Hongkai Liu and Maksym Ovchynnikov and Yotam Soreq and Sokratis Trifinopoulos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00068},
  year   = {2026}
}

备注

Discussion updated, conclusions unchanged

在 EIC 对制动质子：从不可见介子衰变到新物理搜索

摘要

关键词

引用

备注

相关论文