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线性对撞机上极化束流的矢量样轻子对产生:灵敏度预测与手征性观测量

高能物理 - 唯象学 2026-06-27 v1

摘要

我们研究了在极化的未来线性对撞机上矢量样轻子双重态的对产生,重点关注带电和中性通道e+eττˉe^+e^-\to\tau^\prime\bar{\tau}^\primee+eννˉe^+e^-\to\nu^\prime\bar{\nu}^\prime。基准质量为CLIC上s=3 TeV\sqrt{s}=3~{\rm TeV}时的MVLL=1000,1200 GeVM_{\rm VLL}=1000,1200~{\rm GeV},以及ILC上s=1 TeV\sqrt{s}=1~{\rm TeV}时的MVLL=390,460 GeVM_{\rm VLL}=390,460~{\rm GeV}。使用现实的极化配置LR=(0.8,+0.3)=(-0.8,+0.3),RL=(+0.8,0.3)=(+0.8,-0.3),LL=(0.8,0.3)=(-0.8,-0.3)和RR=(+0.8,+0.3)=(+0.8,+0.3),我们评估了树级产生级截面,并构建了旨在测试双重态电弱结构的观测量。由于带电通道同时接收光子和ZZ交换,因此其截面始终大于中性通道。在LR配置中,对于每个对撞机上的两个基准质量,CLIC处的带电通道速率达到23.3223.3220.28 fb20.28~{\rm fb},ILC处达到188.83188.83129.04 fb129.04~{\rm fb}。我们通过投影可见分数要求fvis95=3/(Lσprod)f_{\rm vis}^{95}=3/(\mathcal{L}\sigma_{\rm prod})来表达速率可达性,使结果独立于特定的衰变选择。为了量化带电-中性分离,我们使用绝对判别器DσD_\sigma,在LR基准下,CLIC处达到约0.5460.546,ILC处达到约0.5420.542。我们还发现带电和中性通道之间存在稳定的观测不对称性分离,ΔALRobs0.45|\Delta A_{LR}^{\rm obs}|\simeq 0.45--0.460.46。相应的产生级统计投影在基准光度下给出了可观的ZAZ_A值,在LR/RL等分光度下按Ltotfvis\sqrt{\mathcal{L}_{\rm tot}f_{\rm vis}}缩放。这些结果表明,束流极化可以提供超越简单速率增强的、对矢量样轻子双重态具有表示敏感性的诊断。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.28717,
  title  = {Vector-Like Lepton Pair Production With Polarized Beams at Linear Colliders:Sensitivity Projections and Chirality Observables},
  author = {Haroon Sagheer and Ijaz Ahmed and Jamil Muhammad},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.28717},
  year   = {2026}
}

备注

41 pages, 18 figures, 8 Tables,