对与标准模型粒子有树级耦合的 $\Delta L=2$ 矢量玻色子的限制
高能物理 - 唯象学
2025-04-15 v2
摘要
我们研究了在标准模型 (SM) 乘积规范群 S U ( 3 ) C SU(3)_C S U ( 3 ) C 、S U ( 2 ) L SU(2)_L S U ( 2 ) L 和 U ( 1 ) Y U(1)_Y U ( 1 ) Y 下变换为 ( 1 , 2 , − 3 / 2 ) (1, 2, -3/2) ( 1 , 2 , − 3/2 ) 的矢量玻色子 V V V 的唯象学意义。这些矢量玻色子可在树级耦合至两个 SM 轻子,形成量纲为 4 的算符。这些算符决定了 V V V 具有两个单位的全局轻子数,即 Δ L = 2 \Delta L = 2 Δ L = 2 。生成的算符保守全局轻子数,但可能破坏代际轻子数。我们利用树级过程(如 l α − → l β + l ρ − l σ − l_\alpha^{-} \to l_\beta^{+} l_\rho^{-} l_\sigma^{-} l α − → l β + l ρ − l σ − 、muonium 与 antimuonium 振荡、中微子三叉戟散射、逆缪子衰变、e − e + → l − l + e^- e^+ \to l^- l^+ e − e + → l − l + )以及单圈过程(如带电轻子的磁偶极矩和 l i → l j γ l_i \to l_j \gamma l i → l j γ ),研究了对 V V V 与 SM 粒子耦合 Y Y Y 的限制。从 l α − → l β + l ρ − l σ − l_\alpha^{-} \to l_\beta^{+} l_\rho^{-} l_\sigma^{-} l α − → l β + l ρ − l σ − 过程获得了强限制,分别为 ∣ Y e e Y μ e ∗ ∣ < 3.29 × 10 − 11 ( m V / G e V ) 2 \left|Y_{e e} Y^{*}_{\mu e}\right| < 3.29 \times 10^{-11}\left(m_{V}/ \mathrm{GeV}\right)^{2} Y ee Y μ e ∗ < 3.29 × 1 0 − 11 ( m V / GeV ) 2 、∣ Y e e Y e μ ∗ ∣ < 3.29 × 10 − 11 ( m V / G e V ) 2 \left|Y_{e e} Y^{*}_{e \mu}\right| < 3.29 \times 10^{-11}\left(m_{V}/ \mathrm{GeV}\right)^{2} Y ee Y e μ ∗ < 3.29 × 1 0 − 11 ( m V / GeV ) 2 ;从 l i → l j γ l_i \to l_j \gamma l i → l j γ 过程也获得了强限制,分别为 ∣ Y τ e Y μ τ ∗ ∣ < 3.46 × 10 − 12 ( m V / G e V ) 2 \left|Y_{\tau e}Y_{\mu\tau}^{*}\right|<3.46\times10^{-12}(m_{V}/ \mathrm{GeV})^2 Y τ e Y μτ ∗ < 3.46 × 1 0 − 12 ( m V / GeV ) 2 、∣ Y e τ Y τ μ ∗ ∣ < 3.46 × 10 − 12 ( m V / G e V ) 2 \left|Y_{e \tau}Y_{\tau \mu}^{*}\right|<3.46\times10^{-12}\left(m_{V}/ \mathrm{GeV}\right)^2 Y e τ Y τ μ ∗ < 3.46 × 1 0 − 12 ( m V / GeV ) 2 。有趣的是,我们模型中耦合常数的虚部会诱导 CP 破坏,该破坏受到电偶极矩的实验限制的约束。
引用
@article{arxiv.2503.18591,
title = {Constraints on $\Delta L=2$ Vector Bosons with Tree Couplings to SM Particles},
author = {Zhong-Lv Huang and Xiao-Gang He},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18591},
year = {2025}
}
备注
12 pages, 2 figures