TeV尺度标量鳞夸克的EFT现象学研究

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"这篇论文探讨了TeV尺度标量鳞片夸克(Leptoquark, LQ)在有效场论(Effective Field Theory, EFT)框架下的现象学。作者构建了一个完整的SU(2)单重态标量LQ与标准模型粒子间的领先有效算子集,最高至维度六。他们证明,尽管可重归一化的LQ-轻子-夸克相互作用拉格朗日能解释B衰变中的超出标准模型现象,如B到D(*)τν'、B到K'±l∓,以及μ子的异常磁矩,但LQ的高维有效算子可能产生与轻子数违反相关的新型效应。这些效应包括单环和双环下亚电子伏特级别的Majorana中微子质量生成,介导中微子双β衰变,以及在对撞机中可能出现的新型LQ信号。在具有近似Z3代对称性的框架下,研究者关注第三代LQ(ϕ3),并指出一类一维五维LQ算子可能导致非对称的等电荷ϕ3ϕ3对产生,从而在大型强子对撞机(LHC)上产生低背景的同符号轻子信号。例如,在特定的LQ质量(Mϕ3约为1 TeV)和新物理尺度(Λ约为5 TeV)下,预计在13 TeV LHC的综合亮度达到300 fb-1时,可通过pp碰撞产生大约5000个τ+τ+和约500个τ-τ-事件,带有特定的喷流特征。" 文章详细讨论了EFT在LQ现象学中的应用,LQ作为标准模型之外的潜在新粒子,它们可能解释B衰变实验中的异常和μ子的异常磁矩。通过对LQ进行有效的操作元分析,作者揭示了LQ如何参与非标准的轻子数违反过程,这可能与中微子质量的产生、双β衰变和对撞机信号相关。特别是,他们关注了Z3代对称性下的第三代LQ,这种LQ的特殊性质可能导致在LHC上观察到的τ+τ+或τ-τ-的对称信号,这对实验探测提供了新的方向。 该研究不仅深入探讨了LQ理论模型的构建,还为实验观测提供了具体预测,对于理解超越标准模型的物理现象具有重要意义,特别是在中微子物理学和强子对撞机实验领域。开放获取的标签意味着这篇论文的研究成果可供全球科学界自由访问和使用。