四费米子算子：共振与非共振现象的实验探索

"四费米子算子的共振和非共振新现象用于实验搜索" 这篇科研论文探讨了在标准模型（SM）的框架下，无扭转爱因斯坦-卡丹理论中的四费米子算子所带来的新颖物理现象。四费米子算子涉及到四个费米子之间的相互作用，这些交互通常在标准模型中被视为次主导，因为它们由高能截止（即扭转场的质量）β抑制。这意味着在TeV能量尺度上，这些不相关的操作符产生的效应在实验上难以探测。 文章的重点在于研究相关操作符的动力学特性，这些特性与两个重要的能量尺度相关。首先，在红外稳定的不动点域，能量尺度约为239.5 GeV时，SM对称性被打破。这一区域的物理过程可能涉及SM对称性的破坏，从而产生新的粒子态。其次，当能量尺度升至E≥5 TeV时，可以观察到紫外线稳定不动点，这里的SM对称性得以恢复，这可能预示着复合Dirac粒子的存在。复合Dirac粒子是通过基本粒子的强相互作用形成的，它们可能拥有与标准模型粒子不同的性质。 为了实验上寻找这些新粒子，作者提出了几个高能过程的可能性。例如，多喷流和 dilepton（双轻子）在大型强子对撞机（LHC）pp碰撞中的Y过程，以及在e+e−湮灭中产生的强子和深层非弹性轻子-强子e-p散射，这些都是可能揭示共振现象的信号。这些过程中的特殊运动分布可以提供关于复合狄拉克粒子存在的线索。 此外，论文还关注了非共振现象，特别是由于希格斯玻色子形状因数引起的效应。作者计算了LHC中希格斯玻色子的产生和衰变速率随中心-of-mass（CM）能量的变化，这种变化可能显示出非标准模型预测的模式。对于短基线实验，作者还讨论了四费米子算子如何影响轻子部门，以及它们如何与中微子振荡的质量平方差关联。 这篇论文为实验物理学家提供了一种新的探索超出标准模型的新物理现象的方法，特别是在寻找新的粒子态、对称性破缺模式以及非标准的希格斯玻色子行为方面。这些研究结果对理解宇宙的基本力和物质组成有着深远的意义。