探测多TeVμ子对撞机中的重型暗Z玻色子：利用优化后的侧荡质量技术

我们研究了多TeVμ子对撞机在通过关联产生频道μ⁺μ⁻→Z_Dγ发现质量超过1 TeV的重型暗Z玻色子（Z_D）的潜力。该过程通过侧荡质量（m_recoil）实现对M_{Z_D}的精确重构。我们关注Z_D→jjX和Z_D→e⁺e⁻衰变模式，展示了在3、6和10 TeVμ子对撞机上分别采用1、4和10 ab⁻¹积分亮度的情况下，针对仅衰变为标准模型粒子的Z_D，实现对动力学混合参数ε的高灵敏度。我们的关键创新是对m_recoil进行M_{Z_D}-dependent切割的优化实现，这考虑了能量依赖的探测器响应。对于较重的Z_D，相关联子反应产生的光子能量较低，导致更好的光子能量分辨率，从而实现更严格的m_recoil切割。这种方法提高了对较重Z_D的ε灵敏度。相反，对于较轻的Z_D，Z_D→e⁺e⁻衰变产生的低能电子对 enables 更紧致的m_ee切割，从而在较轻质量范围内提供更好的灵敏度。将这些互补的m_recoil和m_ee基于选择与jjX和e⁺e⁻通道结合，我们实现了当M_{Z_D}接近√s时ε灵敏度下降至O(10⁻³)，显著超越了100 TeV proton-proton对撞机的探测范围。即使Z_D衰变为暗子域粒子，侧荡质量方法仍然有效，确立了μ子对撞机作为探索重暗子域的强大设施。