来自未来 $e^+e^-$ 碰撞器、Muon $g-2$、热暗物质与 Higgs 测量的 ALP 约束综合分析

本文提出了针对轴类粒子 (ALP) 耦合的综合约束。我们预测了来自未来 $e^+e^-$ 碰撞器（在 $\sqrt{s} = 250~\text{GeV}$ 处，总辐射强度 $L = 0.5~\text{ab}^{-1}$）对 ALP 生产的 95% 置信区间限制。我们对 $g_{\gamma\gamma}$、$g_{Z\gamma}$、$g_{ZZ}$ 和 $g_{WW}$ 在 ALP 质量范围 $20~\text{GeV} \leq m_a \leq 100~\text{GeV}$ 进行约束，发现 $g_{\gamma\gamma}/f_a$ 级别约为 $\mathcal{O}(10^{-1})~\text{TeV}^{-1}$。鉴于最新的伽μ异常磁矩测量值 ($\Delta a_\mu$) 仅显示轻微偏离标准模型预测，本文将 ALP 对 $\Delta a_\mu$ 的贡献重新解释为严格的一致性要求。我们随后推导出 $g_{\gamma\gamma}$ 和 ALP-伽μ 耦合 $C_{\mu\mu}$ 的相应允许区域，并将其应用于暗物质场景，其中暗物质密度取决于暗物质质量 $m_\chi$ 和 $m_a$。同一参数空间进一步受 Higgs 信号强度测量约束——通过 $h \to \gamma\gamma$ 和 $h \to Z\gamma$。与现有实验和理论界限的比较分析突显了 $\Delta a_\mu$、暗物质和 Higgs 可观测量在限制 ALP 耦合方面的互补性，表明即使在无 $\Delta a_\mu$ 异常的情况下，这些约束仍为 ALP 可行参数空间提供了必要指导。