FCC-μp 中单态矢量类 B 夸克通过光子诱导过程的灵敏度分析

本研究针对质心能量为 $\sqrt{s}=24.5~\mathrm{TeV}$ 的 FCC--$\mu p$ 对撞机，通过光子诱导产生机制，对单态型矢量类 $B$ 夸克进行了专门且系统的灵敏度分析。该分析基于 $B \to Zb$ 衰变以及 $Z$ 玻色子的轻子衰变，产生一个干净且具有选择性的末态。在这方面，我们观察到所应用的运动学截断将标准模型本底压制了几个数量级，同时保持了高信号效率。此外，所得结果表明，对于 $\mathcal{L}=1000~\mathrm{fb^{-1}}$，即使在质量范围 $M_B = 2$--$3$~TeV 内，较小的耦合常数值也是可及的。在此背景下，我们获得了在 95% 置信水平下 $g^\ast \simeq 0.12$--$0.17$ 的排除限，以及 $5\sigma$ 发现区域灵敏度在 $g^\ast \simeq 0.22$--$0.30$ 范围内。此外，计算表明，通过增加积分亮度，具有较小 ${\rm BR}(B\to Zb)$ 值的场景可以在实验上进行检验。因此，研究结果表明，FCC--$\mu p$ 环境为矢量类夸克搜索提供了独特而强大的发现潜力，这超越了当前 LHC 的极限，并补充了 $ep$ 和 $e^+e^-$ 对撞机在高质量区域灵敏度下降的不足。在此背景下，研究结果提示，$\mu p$ 对撞机不仅可被视为未来加速器计划中搜索重新粒子的补充选项，而且可被视为一种战略性的发现工具。