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探究ALP轻子味觉违反在$\mu$TRISTAN中的可能性

高能物理 - 唯象学 2024-11-21 v2 高能物理 - 实验

摘要

带有轻子味觉违反(LFV)相互作用的轴类粒子(ALP)在广泛的 flavored ALP 模型中被预测。 proposed μ\muTRISTAN 高能 eμ+e^-\mu^+μ+μ+\mu^+\mu^+ 碰撞器将为探索带电轻子区的 flavor 物理提供良好的机会。在本工作中,我们基于描述ALP轻子相互作用的模型无关有效拉格朗日函数,调查了μ\muTRISTAN探寻ALP LFV 耦合的潜力。我们分析了所选ALP生产通道的可测试性,考虑不同的束流和碰撞能量,包括 eμ+aγe^- \mu^+ \to a \gammaeμ+eτ+ae^- \mu^+ \to e^- \tau^+ aμ+μ+μ+τ+a\mu^+ \mu^+ \to \mu^+ \tau^+ aeμ+τμ+ae^- \mu^+ \to \tau^- \mu^+ a。产生的ALP aa要么是长寿命,要么可快速衰变为轻子最终状态(带或不带味觉违反)。特别是,通过将上述LFV ALP生产模式与合适的LFV衰变模式结合使用,可以识别几乎无需标准模型背景的签名。我们表明μ\muTRISTAN对LFV ALP耦合的结果灵敏度,并将其与多个低能轻子约束及其未来改进进行比较。我们发现μ\muTRISTAN通常与低能LFV过程的搜索以及轻子磁偶极矩测量相互补充,并具备探索质量在O(1)\mathcal{O}(1)O(100)\mathcal{O}(100)~GeV范围内未受约束的ALP参数空间的能力。在轻ALP regime中,μ\muTRISTAN灵敏的参数空间已被低能LFV衰变搜索排除。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.13234,
  title  = {Probing ALP Lepton Flavour Violation at $\mu$TRISTAN},
  author = {Lorenzo Calibbi and Tong Li and Lopamudra Mukherjee and Yiming Yang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.13234},
  year   = {2024}
}

备注

31 pages, 10 figures, 8 tables; v2: discussion added, muonium oscillation limits corrected, results unchanged, version to be published in PRD