LHeC 上奇异希格斯衰变 $h\rightarrow\phi\phi\rightarrow 4b$ 的研究

我们研究 125 GeV 希格斯玻色子 ($h$) 衰变为一对轻标量粒子 ($\phi$) 并随后衰变产生 $4b$ 末态的奇异衰变过程。该衰变模式在次最小超对称标准模型 (NMSSM) 及扩展希格斯扇区模型中具有良好动机。不同于在受大量标准模型 (SM) 背景困扰的大型强子对撞机 (LHC) 和高亮度大型强子对撞机 (HL-LHC) 上进行搜寻，我们在背景干净得多的大型强子电子对撞机 (LHeC) 上研究此衰变道。通过一些简单的选择截断，该道在这台 $ep$ 机器上几乎无背景，与 (HL-)LHC 的情况形成鲜明对比。通过部分子级分析，我们表明对于 $\phi$ 质量范围 $[20,60]GeV$，在 $100\,fb^{-1}$ 积分亮度下，LHeC 通常能够将 $C_{4b}^2\equiv\kappa_{V}^2\times\text{Br}(h\rightarrow\phi\phi)\times\text{Br}^2(\phi\rightarrow b\bar{b})$ ($\kappa_{V}$ 表示 $hVV(V=W,Z)$ 耦合强度相对于 SM 值的比值) 限制到百分之几的水平 ($95\%$ 置信水平)。在 $1\,ab^{-1}$ 积分亮度下，可探测到千分之几水平的 $C_{4b}^2$。这些灵敏度远优于 HL-LHC 的表现，并证明了 LHeC 在探测奇异希格斯衰变过程中预期将发挥的重要作用，这是对已提出的不可见希格斯衰变道的补充。