在BESIII探测器上探测轻子味偏向的轻U(1)规范玻色子

为了解释PAMELA和ATIC的观测结果，人们提出了一种名为U玻色子的$O(GeV)$量级额外$U(1)$规范玻色子，用以介导轻子与暗物质(DM)之间的相互作用。在这类模型中，额外的U(1)规范群可选为$U(1)_{L_i-L_j}$，其中$L_i$是第$i$代轻子数。这一无反常模型提供了实验所需的合适暗物质 relic 密度和增强因子。本文通过过程$e^+ e^- \to U\gamma$，随后$U\to e^+e^-$、$U\to \mu^+\mu^-$和$U\to \nu\overline{\nu}$，研究了此类U玻色子在BESIII探测器上的可观测性。在U玻色子衰变为中微子的不可见道中，由于标准模型本底很低，BESIII可将额外$U(1)$的耦合常数测量下限降至$O(10^{-4}) \sim O(10^{-5})$。在U玻色子衰变为带电轻子对的可见道中，由于不可约的QED本底很大，BESIII仅能将耦合常数测量下限降至$O(10^{-3}) \sim O(10^{-4})$。