轴子类粒子的味探针

轴子与轴子类粒子（ALPs）是标准模型（SM）高能拓展的低能遗迹，具有充分动机。我们研究具有味改变耦合的 ALP 的现象学，并在一般 ALP 有效场论中给出夸克与轻子味改变观测量的全面分析。所研究观测量包括稀有介子衰变、中性介子味振荡、稀有轻子衰变与偶极矩。我们推导一般 ALP 耦合随其质量的限制，一致计入 ALP 寿命与分支比。我们进一步计算由新物理尺度与测量尺度间跑动与匹配不可避免诱导的夸克味改变效应。这使我们能推导基准 ALP 模型的限制，其中在新物理尺度仅存在单一（无味或味普适）ALP 与 SM 粒子耦合，且在此背景下我们强调味限制与对撞机、束流靶及天体物理测量推导限制间的互补性与竞争力。我们发现产生于介子衰变中的 ALP 搜寻在 MeV–GeV 质量区间提供某些最强限制，即便对最无味的 ALP 模型亦然。同样，我们讨论 ALP 与轻子的味守恒与味破坏耦合的相互作用，发现味破坏轻子观测的限制通常强烈依赖两者。此外，我们分析 ALP 是否能解释各类实验反常，包括稀有 B 介子衰变、ATOMKI 与 KTeV 实验测量以及缪子与电子反常磁矩中观测到的反常。