有效场论下K±→π∓l±l±衰变的短程贡献：探索LNV的新途径

本文是一篇关于轻子数违反（LNV）衰变的开创性研究，主要关注的是在有效场论框架下对强子衰变K±→π∓l±l±的分析。这篇发表于《Journal of High Energy Physics》(JHEP01, 2020)的开放访问论文，探讨了LNV过程在探测高能量尺度新物理中的重要意义，特别是对于那些涉及重夸克和带电轻子的相互作用。 研究的核心集中在维度为九的（dim-9）能量有效场论（LEFT）中的短距离或接触相互作用，这是导致K±→π∓l±l±衰变的机制。LEFT是一种在较高能量尺度下描述基本粒子相互作用的理论工具，它通过对标准模型的有效场论(SMEFT)的修正来探究可能的新物理现象。在这个维度较高的有效相互作用中，涉及四个夸克场和两个带电轻子场，它们的贡献在低能范围内表现为LECs（强子低能常数）。 作者详细地进行了全面的分析，涵盖了所有违反轻子数两个单位的dim-9算子，并计算了一环QCD重整化效应，以确保理论预测的准确性。此外，LEFT中的有效相互作用与伪标量介子的手性扰动理论（χPT）中的相互作用进行了匹配，利用手性对称性和现有的晶格计算数据来确定LECs的数值。 论文的重要贡献在于它提供了一个通用的衰减率表达式，其中所有电弱尺度以上的物理效应都由LEFT中的Wilson系数和χPT中的强子LECs来参数化。这样的结果对于理解可能存在但尚未被观测到的LNV现象具有重要意义，如潜在的强子0νββ衰变，尽管这里的“β”泛指所有带电轻子。 作者假设SMEFT在某些新的物理尺度和电弱尺度之间是合适的有效场论，因此他们还讨论了LEFT的结果如何与SMEFT的主要LNV dim-7算子相互作用进行关联。这种关联有助于将实验观测与理论预测联系起来，从而为未来寻找LNV信号提供了理论基础。 这篇文章不仅深化了我们对LNV过程在强子衰变中的理解，还展示了有效场论在探索高能物理中扮演的关键角色。它为实验物理学家提供了理论指导，以便他们在未来的设计和执行实验时，能够有针对性地搜索和解释可能的LNV信号。