Muon Collider 重中性中子的新型信号

Higgs-strahlung 过程 $\ell^+\ell^-\to Z h$ 是标准模型 Higgs 玻色子 $h$ 在 lepton 碰撞器中最重要的生产通道之一。横截截面在阈值处 $\sqrt{s}\sim m_Z+m_h$ 附近达到最大值，随后在高能量下按 $\sim 1/s$ 衰减。在 gauged 扩展模型中，在对称性破坏后会存在新型规范玻色子 $Z'$ 和重型 Higgs 玻色子 $H$。重型 Higgs-strahlung 过程 $\ell^+\ell^-\to Z' H$ 也会在阈值处 $\sqrt{s}\sim m_{Z'}+m_H$ 附近达到最大横截面。因此，未来的高能 lepton 碰撞器，例如 TeV 级的 muon 碰撞器，正在探索这种新型过程的可能性。如果通过 seesaw 机制引入重中性中子 $N$ 来生成微小的中子质量， novel 信号可能从 $\mu^+\mu^-\to Z' H \to NN +NN \to 4 \mu^\pm +4J$ 和 $\mu^+\mu^-\to Z' H \to \mu^+\mu^- +NN \to 3 \mu^\pm \mu^\mp +2J$ 中产生，其中 fat-jets $J$ 来自 $W$ 玻色子的 hadronic 衰变。在本文中，我们研究了 3 TeV 和 10 TeV muon 碰撞器中 same-sign tetralepton 信号 $4\mu^\pm+4J$ 和 same-sign trilepton 信号 $3\mu^\pm \mu^\mp + 2J$。