多 Higgs 双态 seesaw 模型中的软轻子 flavor 破坏

我们考虑具有任意数目 $n_H$ 个 Higgs 双态的标准模型，并通过向每个轻子族 $\ell$ 添加一个右手中微子单态 $\nu_{\ell R}$ 来扩充轻子部分。我们假设所有 Yukawa 耦合矩阵均为对角的，但右手中微子单态的 Majorana 质量矩阵 $M_R$ 为任意对称矩阵，从而引入了对所有轻子数的显式但软的破坏。我们研究了该模型内的轻子 flavor 破坏过程。我们特别关注这些过程振幅的大 $m_R$ 行为，其中 $m_R$ 为 $M_R$ 矩阵元的数量级。虽然诸如 $\tau^- \to \mu^- \gamma$ 和 $Z \to \tau^+ \mu^-$ 等过程的振幅对任意 $n_H$ 均以 $1/m_R^2$ 下降，但诸如 $\tau^- \to \mu^- e^+ e^-$ 和 $\mu^- \to e^- e^+ e^-$ 等过程仅在 $n_H = 1$ 时遵循该幂律。相反，对于 $n_H \geq 2$，这些振幅在 $m_R$ 增大时并不衰减，而是趋于常数。右手标度的这种非退耦现象源于子过程 $\ell^- \to \ell'^- {S_b^0}^*$，其中 $S_b^0$ 是一个随后衰变为 $e^+ e^-$ 的中性标量。该子过程具有来自带电标量交换的贡献，对于 $n_H \geq 2$，当 $m_R$ 趋于无穷大时该贡献不减小。我们还对非退耦进行了一般性研究，并论证了在执行 $m_R \to \infty$ 极限并从 Lagrangian 中移除 $\nu_R$ 后，我们的模型变为具有被压制的 flavor 变换 Yukawa 耦合的多 Higgs 双态标准模型。最后，我们表明，在关于 seesaw 机制中质量标度的通常假设下，所有轻子 flavor 变换过程的分支比均比当前实验极限小数个数量级。