标准模型费米子衰变为暗光子的味改变中性流衰变

我们分析了一类新的 FCNC 过程，即费米子 $f$ 衰变为更轻的（同电荷）费米子 $f^{\prime}$ 加上一个无质量中性矢量玻色子，即暗光子 $\bar{\gamma}$ 的 $f \to f^{\prime} \, \bar{\gamma}$ 衰变。无质量暗光子在树图水平不与可观测场相互作用，$f \!\to\! f^{\prime} \, \bar{\gamma}$ 衰变呈现出一个特征签名，即末态费米子 $f^{\prime}$ 与一个无质量不可见系统相平衡。近期提出的用于解释标准模型 Yukawa 耦合指数级弥散的模型确实可以预见一个额外的未破缺的暗 $U(1)$ 规范群，以及通过单圈磁偶极类型的 FCNC 相互作用将在壳暗光子与标准模型费米子耦合的可能性。后者受到与重信使质量相关的特征标度的抑制，这些信使将标准模型粒子连接到暗区。我们根据模型参数计算了顶、底和粲衰变（$t\to c\, \bar{\gamma},u\, \bar{\gamma}$，$\;b\to s\, \bar{\gamma},d\, \bar{\gamma}$，以及 $c\to u \bar{\gamma}$）以及带电轻子衰变（$\tau \to \mu\, \bar{\gamma}, e\, \bar{\gamma}$，以及 $\mu \to e \bar{\gamma}$）的相应衰变率。我们发现，如果信使质量处于 LHC 的发现范围内，则允许夸克和轻子衰变具有大的分支比。简要讨论了这些新衰变通道在当前和未来对撞机实验中的意义。