LHC 上矢量玻色子散射过程中的类轴子粒子非共振搜寻

我们提出了一种搜寻类轴子粒子(ALPs)的新方法，针对 LHC 上的矢量玻色子散射(VBS)过程。我们考虑由 ALP 作为离壳媒介介导的非共振 VBS，该过程在 ALP 过轻而无法共振产生时发生，并利用 ALP 与电弱标准模型玻色子相互作用的派生性质。我们研究了伴随两个喷注、具有大双玻色子不变质量的 $ZZ$、$Z\gamma$、$W^\pm \gamma$、$W^\pm Z$ 和 $W^\pm W^\pm$ 对的产生。在规范不变框架下，通过对 Run 2 公开 CMS VBS 分析的重解释，得到了 ALP 与电弱玻色子耦合的上限。对于质量高达 100 GeV 的 ALP，推断出的对 $ZZ$、$Z\gamma$ 和 $W^\pm W^\pm$ 对的耦合限制极具竞争力。其优势在于与 ALP 和胶子的耦合以及 ALP 衰变宽度无关。我们还计算了 LHC Run 3 和 HL-LHC 的简单投影，展示了 ATLAS 和 CMS 未来专用分析的能力。