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超新星对Lepton Flavor Violating ALPs的约束

高能物理 - 唯象学 2026-01-13 v3 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象

摘要

超新星提供独特的高温稠密环境,用于探索标准模型之外的新物理。我们研究了耦合电子与μ子的Lepton Flavor Violating(LFV)轴子和类轴子(ALPs)的超新星冷却约束。对于LFV-ALP在超新星中的产生机制,μ子衰变和Lepton bremsstrahlung曾被考虑。本文中,我们识别出电子-μ子聚合通道作为高质量范围内的高效新生产机制。我们还包括近期被证明对电子耦合ALPs贡献显著的半-康斯塔洛夫散射过程。我们发现,μ子衰变在低质量范围内占主导地位,电子-μ子聚合在高质量处成为主导通道,而半-康斯塔洛夫散射在中间质量范围内提供主导贡献。我们发现,电子-μ子聚合过程在约(115,280)(115,280) MeV的质量范围内给出最强约束,探测ALP-电子-μ子耦合强度可下探至约4×10104\times 10^{-10}(当ALP质量约为200 MeV时)。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.12075,
  title  = {Supernova constraints on lepton flavor violating ALPs},
  author = {Yonglin Li and Zuowei Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.12075},
  year   = {2026}
}

备注

v2: 10 pages, 8 figures, new absorption rate calculation, references added. v3: 13 pages, 11 figures, semi-Compton analysis added