在缪子草堆中寻找轴子

在缪子衰变中寻找类轴子粒子 $X$ 是 MEG II 和 Mu3e 实验拓展其视野超越 $\mu^+ \to e^+ \gamma$ 和 $\mu^+ \to e^+ e^- e^+$ 的绝佳机会。对两个实验均适用的过程是双体衰变 $\mu^+ \to e^+ X$，其唯一特征是位于 $\mu^+ \to e^+ \nu_e \bar\nu_\mu$ 背景的正电子能谱运动学端点附近的单色峰。在大量不可约背景中寻找如此难以捉摸的信号，需要极其精确的理论预言以实现于蒙特卡洛事件生成器中。本工作给出了利用 McMule 框架对极化缪子的 $\mu^+ \to e^+ \nu_e \bar\nu_\mu$ 的最新水平计算。该计算包含次次领头阶 QED 修正以及更高阶的对数增强项。结果亦用于估计两个实验对 $\mu^+ \to e^+ X$ 分支比灵敏度，以评估理论误差的影响。