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通过向量-波子融合过程探测高能μ子对撞机中的 Z/W 极点物理

高能物理 - 唯象学 2025-10-01 v2

摘要

未来的 e+ee^+e^- 互撞机可在 Z 极点运行以进行重要的电弱 (EW) 精密测量,而μ子对撞机的此类运行可能不可行。然而,可通过测量其他 EW 过程来补偿,这利用了μ子对撞机的高能和大亮度。本文我们考虑测量 WW/WZ/WγWW/WZ/W\gamma 向量-波子融合过程到一对费米子(伴随 νμνˉμ\nu_{\mu}\bar{\nu}_{\mu}νμμ+/νˉμμ\nu_{\mu}\mu^+ / \bar{\nu}_{\mu}\mu^- 对)在高能μ子对撞机中的潜力,并研究其在探测 EW 可观测量方面的潜力。我们考虑两个运行情景,中心对撞能为 10 TeV 和 30 TeV,分别聚焦于涉及 f=b,c,τf=b,c,\tau 的过程以及直接修改相应费子与 Z/WZ/W 波子耦合的维数-6 算子。ffˉf\bar{f} 对的不变质量分布有助于分离 Z/WZ/W 共振和高能事件,而外向费子的极角也提供了额外信息。通过对分箱分布进行卡方分析并结合 WWWWWZ/WγWZ/W\gamma 融合过程的信息,可以同时约束所有相关 Wilson 系数。该精度超过当前 EW 测量约束,甚至与未来 e+ee^+e^- 互撞机竞争。我们的分析可纳入需要充分确定μ子对撞机在 EW 精密测量潜力的更完整框架中。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.19073,
  title  = {Probing Z/W Pole Physics at High-energy Muon Colliders via Vector-boson-fusion Processes},
  author = {Hao-Qiao Li and Hai-Ning Yan and Jiayin Gu and Xiao-Ze Tan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.19073},
  year   = {2025}
}

备注

39 pages including references, 64 figures. v2 - matches the published version, with duplicated figure errors corrected