利用双轻子信号探测狄拉克中微子性质

亲中微子双希格斯二重态模型是解释微小狄拉克中微子质量起源的最简单模型之一。该模型引入一个具有 eV 尺度 VEV 的新希格斯二重态，以自然产生微小的中微子质量。基于相同的 Yukawa 耦合，中微子振荡模式可通过带电标量 $H^\pm$ 衰变产生的双轻子信号进行探测。例如，当最轻中微子质量低于 0.01 eV 时，正常质量序预测 BR$(H^+\to e^+\nu)\ll$ BR$(H^+\to \mu^+\nu)\approx$ BR$(H^+\to \tau^+\nu)\simeq0.5$，而反质量序预测 BR$(H^+\to e^+\nu)/2\simeq$ BR$(H^+\to \mu^+\nu)\simeq$ BR$(H^+\to \tau^+\nu)\simeq0.25$。通过精确测量 BR$(H^+\to \ell^+\nu)$，我们有望探测最轻中微子质量与大气混合角 $\theta_{23}$。通过对双轻子信号及相应本底的详细模拟，我们发现 3 TeV CLIC 可发现 $M_{H^+}\lesssim1220$ GeV（NH）和 $M_{H^+}\lesssim1280$ GeV（IH）。同时，未来的 100 TeV FCC-hh 对撞机可探测 $M_{H^+}\lesssim1810$ GeV（NH）和 $M_{H^+}\lesssim2060$ GeV（IH）。