HL-LHC 与 FCC-ee 中的顶端子

大型强子对撞机（LHC）上发现的伪标量顶端子态为研究一类新型QCD（准）束缚态提供了新视角，这些束缚态的形成与衰变时间可 comparable。与charmonium和bottomonium不同，顶端子是准束缚态，类似于强相互作用下的氢原子，尽管其呈现为更宽的共振态。我们计算了最低$S$-波（$\eta_t$，$\psi_t$）和$P$-波（$\chi_{t0}$，$\chi_{t1}$）顶端子态的质量和湮灭衰变宽度，并评估了其在高亮度LHC（HL-LHC）和未来 lepton colliders（如未来圆环协同器（FCC-ee）的$e^+e^-$阶段）中的发现前景。由于Landau-Yang定理以及子对撞机中占主导的gluon生产环境，检测向量态$\psi_t$在HL-LHC面临障碍，而lepton colliders通过固体衰变和双体衰变提供了有希望的灵敏度。在LHC上对$\eta_t$质量进行更精确的测量（约等于$\psi_t$质量）可能有助于确定FCC-ee的$t\bar{t}$阈值中心质能。$P$-波态在HL-LHC和未来lepton colliders均难以观察。我们还讨论了如何利用顶端子测量来探测顶夸克性质并进行间接寻找新物理，包括耦合到顶夸克的轻质子。