未来 Z 工厂中的长寿命轻中性微子

未来的轻子对撞机如 CEPC 和 FCC-ee 将作为高亮度 $Z$-玻色子工厂运行,这为研究耦合于 Z 玻色子的长寿命粒子提供了独特机遇。为阐明这一特殊优势,本工作考虑一个基准物理场景:在 R 宇称破缺超对称框架下,长寿命最轻中性微子对 $(\tilde{\chi}_1^0\tilde{\chi}_1^0)$ 由 $Z$-衰变产生。我们的分析表明,当假设 BR$(Z\rightarrow \tilde{\chi}_1^0\tilde{\chi}_1^0) = 10^{-3}$ 且 $m_{\tilde{\chi}_1^0} \sim 40$ GeV 时,模型参数 $\lambda'_{112} / m^2_{\tilde{f}}$ 在质心能量 $\sqrt{s} = 91.2$ GeV、积分亮度 150 (16) ab$^{-1}$ 的 FCC-ee (CEPC) 上可被探测到低至 $\sim 1.5 \times 10^{-14}$ ($3.9 \times 10^{-14}$) GeV$^{-2}$。这些限制超越了 HL-LHC 上 ATLAS 实验以及带有远探测器的 proposed LHC 实验(AL3X、CODEX-b、FASER 和 MATHUSLA)的预期灵敏度范围。