μ子原子中通过光子相互作用的 $\mu^-e^-\to e^-e^-$ 过程的改进分析

由四费米相互作用研究的 μ子原子中带电轻子味破坏过程 $\mu^-e^-\to e^-e^-$ [Y. Uesaka \textit{et al}., Phys. Rev. D {\bf 93}, 076006 (2016)] 被扩展以包含光子相互作用。通过求解具有有限核电荷分布库仑相互作用的狄拉克方程，得到了 μ 子和电子的波函数。我们发现，与四费米相互作用的增强相反，光子相互作用使 $\mu^-e^-\to e^-e^-$ 的速率相对于初始估计受到抑制。这归因于散射态的库仑相互作用和相对论性轻子波函数。这一发现表明，$\mu^-e^-\to e^-e^-$ 速率的原子序数依赖性可用于区分光子相互作用与四费米相互作用。