在 collider 上探测 HNL-ALP 耦合

Axion-like particles (ALPs) 和 heavy neutral leptons (HNLs) 都是 Standard Model 的 well-motivated 扩展。由于 ALPs 与 on-shell fermions 的耦合与其质量成正比，对于 TeV HNLs，涉及这两类粒子的过程可能在 collider 上产生相关的 phenomenology。在本工作中，我们指出一个特别干净的过程，其末态由四个 jet 和两个带电 lepton 组成，并估计了其在 LHC 上的当前和未来灵敏度。对于 on-shell HNLs，i) 不依赖于 HNLs 与 active neutrino 之间混合的整体标度，使得该过程对 type-I Seesaw 线以下的区域敏感；ii) 该过程的信号强度仅在 HNL 质量低于几个 TeV 时才显著，这与 ALP 耦合与质量成正比所暗示的相反。尽管文献中主要独立研究 ALPs 和 HNLs，但考虑它们的 interplay 可能会产生比单独对单个粒子施加的限制强得多的联合限制。这项简明的研究为在 collider 和其他实验中进行类似搜索铺平了道路。