电子-离子对撞机上的电子到τ轻子味破坏

我们分析了在拟议的电子-离子对撞机（EIC）设施上搜索$e\rightarrow\tau$转换的潜在灵敏度。为此，我们在轻子夸克框架下计算了$e\rightarrow\tau$事件的截面，假设轻子夸克质量在几百GeV或更高量级。考虑到当前来自HERA直接搜索和稀有衰变过程对轻子夸克的限制，一个对0.1 fb $e\rightarrow\tau$截面敏感的EIC（假设90 GeV质心能量和10 fb$^{-1}$积分亮度）可以探测这些轻子味破坏事件参数空间中先前未探索的区域。根据轻子夸克的种类和耦合的味结构，EIC搜索对$e\rightarrow\tau$转换振幅的灵敏度可能超过HERA和稀有过程灵敏度一个数量级或更多。我们还利用最新的BaBar $\tau\rightarrow e\gamma$搜索结果，推导了夸克味对角LFV轻子夸克相互作用的更新限制。我们发现，对于夸克味对角轻子夸克耦合的一个子集，EIC的$e\rightarrow\tau$搜索限制可能与最新的$\tau\rightarrow e\gamma$限制相竞争。利用一个SU(5)大统一理论模型（其中轻子夸克耦合受中微子质量和混合约束），我们说明了可观测的轻子夸克诱导的$e\rightarrow\tau$转换如何能与$\mu\rightarrow e\gamma$和$\mu\rightarrow e$转换搜索施加的严格LFV限制保持一致。