在 Belle II 上利用类轴子粒子探测带电轻子味破坏

我们在 $B$ 介子工厂实验 Belle II 上研究了与轻量级亲轻子类轴子粒子（ALP）$X$ 相关的带电轻子味破坏。我们关注在 tau 衰变 $\tau \to X l$（其中 $l=e,\mu$）中 ALP 的产生，随后其通过 $X\to l^- l^+$ 衰变。该 ALP 可以是即刻衰变的或长寿命的。我们进行了 Monte-Carlo 模拟，重新分析了 Belle 上针对轻子味破坏 $\tau$ 衰变的即刻搜索，并提出了一种偏移顶点（DV）搜索。对于这两类搜索，我们推导了 Belle II 在分支比乘积和 ALP 耦合常数方面的灵敏度范围，它们是 ALP 质量和寿命的函数。结果表明，在长衰变长度区间内，DV 搜索对相关分支比的灵敏度范围最高可达即刻搜索的约 40 倍。