电子-离子对撞机上的轻子味破坏 ALP：一个黄金机遇

类轴子粒子（ALPs）出现在多种理论语境中，通常可以介导味破坏相互作用和宇称不守恒。我们考虑具有 GeV 尺度或更大质量的轻子味破坏 ALPs，它们例如可能出现在复合暗区模型中。我们证明，未来的电子-离子对撞机（EIC）可以通过 $e \, A_Z \to \tau \, A_Z\, a$ 类型的过程来发现或约束此类 ALPs，其中 $A_Z$ 是电荷为 $Z$ 的原子核，$a$ 是质量在 $m_\tau \leq m_a \lesssim 20$ GeV 范围内的 ALP。由于电子与重离子的低 $Q^2$ 电磁散射，ALP 的产生可以有较大的 $Z^2$ 增强。以金原子核（$Z=79$）为例，我们表明 EIC 能够探索由 GeV 尺度 ALPs 介导的 $e-\tau$ 味破坏，远超当前限制。重要的是，EIC 对这种相互作用的探测范围对轻子味守恒的 ALP 耦合不敏感，而后者的可能微小性可能使得利用 $\tau$ 衰变的搜索无效。我们还讨论了 EIC 电子束偏振如何为研究宇称破坏的 ALPs 提供有力工具。