μ子对撞机中的奇异Higgs衰变

我们研究了未来μ子对撞机对标准模型（SM）增补轻单态标量S的奇异Higgs衰变的灵敏度。我们考虑衰变h→SS以及S随后衰变回SM。特别关注四底夸克（4b）末态或两底夸克加两μ子（2b2μ）末态。对两种μ子对撞机基准配置进行了分析：质心对撞能量√s=3 TeV，数据量1 ab⁻¹，以及√s=10 TeV，数据量10 ab⁻¹。机器学习技术被应用于抑制背景并缓解两个通道中的喷注组合效应。我们发现4b模式在3 TeV下对BR(h→SS→4b)的灵敏度可达O(10⁻²)，在10 TeV下可达O(10⁻³)，显著优于高亮度LHC的预期。在S仅通过与Higgs混合耦合到SM的Higgs门户模型中，对BR(h→SS)的灵敏度在S衰变到底夸克的分支分数为O(1)时保持相同水平。2b2μ模式受益于干净的二μ子共振，可以在10 TeV μ子对撞机下探测BR(h→SS→2b2μ)低至10⁻⁵水平。但对BR(h→SS)的灵敏度将因S在Higgs门户模型中衰变到μ子的分支分数很小而显著降低。