未来电子-质子对撞机上的双电荷希格斯玻色子

我们探讨了在未来 $e^- p$ 对撞机 FCC-eh 上发现 $SU(2)_L$ 三重态标量的双电荷组分的前景，该对撞机拟以 60 GeV 电子束能量和 50 TeV 质子束能量运行。我们考虑双电荷希格斯玻色子与轻子和喷注的关联产生，及其随后到同号轻子对的高能衰变。这发生于标量三重态与带电轻子的 ${\cal O}(1)$ 汤川耦合，而对于合理小的三重态场中性组分的真空期望值而言这是预期的，该期望值在 II 型跷跷板机制中支配中微子质量生成。我们针对两种不同末态 $3l+\ge1j$ 和包容的 $\ge2l+\ge1j$ 道给出分析。仅考虑其衰变到电子，我们发现质量约 1 TeV 的双电荷希格斯可在 $\mathcal{O}(200)\, \rm{fb}^{-1}$ 积分亮度下以 $3\sigma$ 置信水平被观测，而质量高达 2 TeV 可在数年数据积累内被探测。若信号在 $\mu\mu$ 模式触发，此处所提信号基本无本底，且对于 TeV 尺度双电荷希格斯在该道以低至 $\mathcal{O} (50)\, \rm{fb}^{-1}$ 的积分亮度可实现 $5\sigma$ 发现。我们还强调了 FCC-eh 对产生双电荷希格斯玻色子的汤川耦合作为其质量函数的灵敏度，涵盖 $ee$ 与 $\mu\mu$ 道。