μ子对称器中轻子数不守恒 Higgs 衰变

本文考虑了类型 I seesaw 的标量单重子扩展，其中进一步引入了标量单重子 $S$ 和重中性中子 $N$。通过与标量单重子的 Yukawa 相互作用产生重中性中子的马约拉巴赞，进而通过标量混合诱导 SM Higgs $h$ 和重Higgs $H$ 的轻子数不守恒衰变。作为探寻重中性中子质量起源的途径，我们研究了在 TeV 级μ子对称器中观察轻子数不守恒 Higgs 衰变的签名。μ子对称器中产生Higgs的主导生产通道为矢量玻色子融合。因此，我们对信号过程 $\mu^+\mu^-\to \nu_\mu \bar{\nu}_\mu h/H \to \nu_\mu \bar{\nu}_\mu NN$ 进行了详细分析，后者经 $N \to \mu^\pm jj$ 衰变，其中两个 $W$ 玻色子衰变产生的喷流化简为一个 fat-jet $J$。在积分辐射为 $1(10)~\text{ab}^{-1}$ 时，3(10) TeV 级μ子对称器能够发现轻子数不守恒 SM Higgs 衰变 $h\to \mu^\pm\mu^\pm JJ$ 签名，当Higgs混合参数 $\sin\alpha>0.05(0.009)$ 时。同时，在 $m_H\lesssim1 (3)$ TeV 且 $\sin\alpha\gtrsim0.03(0.005)$ 时，3(10) TeV 级μ子对称器可通过轻子数不守恒重Higgs衰变 $H\to \mu^\pm\mu^\pm JJ$ 签名探测到较大的参数空间。因此，轻子数不守恒的SM和重Higgs衰变签名在 TeV 规模的μ子对称器中都很有前景。