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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 SU(3)CSU(3)_CSU(2)LSU(2)_LU(1)YU(1)_Y 下变换为 (1,2,3/2)(1, 2, -3/2) 的矢量玻色子 VV 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 VV 具有两个单位的全局轻子数,即 ΔL=2\Delta 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 lαlβ+lρlσl_\alpha^{-} \to l_\beta^{+} l_\rho^{-} l_\sigma^{-}、muonium 与 antimuonium 振荡、中微子三叉戟散射、逆缪子衰变、ee+ll+e^- e^+ \to l^- l^+)以及单圈过程(如带电轻子的磁偶极矩和 liljγl_i \to l_j \gamma),研究了对 VV 与 SM 粒子耦合 YY 的限制。从 lαlβ+lρlσl_\alpha^{-} \to l_\beta^{+} l_\rho^{-} l_\sigma^{-} 过程获得了强限制,分别为 YeeYμe<3.29×1011(mV/GeV)2\left|Y_{e e} Y^{*}_{\mu e}\right| < 3.29 \times 10^{-11}\left(m_{V}/ \mathrm{GeV}\right)^{2}YeeYeμ<3.29×1011(mV/GeV)2\left|Y_{e e} Y^{*}_{e \mu}\right| < 3.29 \times 10^{-11}\left(m_{V}/ \mathrm{GeV}\right)^{2};从 liljγl_i \to l_j \gamma 过程也获得了强限制,分别为 YτeYμτ<3.46×1012(mV/GeV)2\left|Y_{\tau e}Y_{\mu\tau}^{*}\right|<3.46\times10^{-12}(m_{V}/ \mathrm{GeV})^2YeτYτμ<3.46×1012(mV/GeV)2\left|Y_{e \tau}Y_{\tau \mu}^{*}\right|<3.46\times10^{-12}\left(m_{V}/ \mathrm{GeV}\right)^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。

关键词

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