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Probing theLμ−Lτgauge boson at the MUonE experiment
Physical Review D ( IF 4.6 ) Pub Date : 2022-09-27 , DOI: 10.1103/physrevd.106.l051702 Kento Asai , Koichi Hamaguchi , Natsumi Nagata , Shih-Yen Tseng , Juntaro Wada
Physical Review D ( IF 4.6 ) Pub Date : 2022-09-27 , DOI: 10.1103/physrevd.106.l051702 Kento Asai , Koichi Hamaguchi , Natsumi Nagata , Shih-Yen Tseng , Juntaro Wada
We discuss the prospects of probing the gauge boson at the MUonE experiment. The gauge boson with a mass of , which can explain the discrepancy between the measured value of the muon and the value calculated in the Standard Model, can be produced at the MUonE experiment through the process . The in the final state decays into a pair of neutrinos, and therefore we cannot observe the decay of directly. It is, however, still possible to probe this signature by searching for events with a large scattering angle of muon and a less energetic final-state electron. The background events coming from the elastic scattering as well as radiative process can be removed by the kinematical cuts on the muon scattering angle and the electron energy, in addition to a photon veto. The background events from the electroweak process are negligible. With our selection criteria, the number of signal events is found to be as large as , assuming an integrated luminosity of , in the parameter region motivated by the muon discrepancy. It is, therefore, quite feasible to probe the gauge boson at the MUonE experiment—without introducing additional devices—and we strongly recommend recording the events relevant to this production process.
中文翻译:
在 MUonE 实验中探测 Lμ−Lτ 玻色子
我们讨论了探索的前景在 MUonE 实验中测量玻色子。这规范玻色子有大量的,这可以解释μ子的测量值之间的差异以及在标准模型中计算的值,可以通过该过程在 MUonE 实验中产生. 这在最终状态下衰变为一对中微子,因此我们无法观察到中微子的衰变直接地。然而,仍然可以通过搜索具有大的 μ 子散射角和能量较低的最终态电子的事件来探测这一特征。来自弹性散射的背景事件以及辐射过程除了光子否决之外,还可以通过对 μ 子散射角和电子能量的运动学削减来消除。电弱过程的背景事件可以忽略不计。根据我们的选择标准,信号事件的数量被发现是一样大,假设综合光度为,在介子激发的参数区域差异。因此,探查是完全可行的在 MUonE 实验中测量玻色子——不引入额外的设备——我们强烈建议记录与此相关的事件生产过程。
更新日期:2022-09-27
中文翻译:
在 MUonE 实验中探测 Lμ−Lτ 玻色子
我们讨论了探索的前景在 MUonE 实验中测量玻色子。这规范玻色子有大量的,这可以解释μ子的测量值之间的差异以及在标准模型中计算的值,可以通过该过程在 MUonE 实验中产生. 这在最终状态下衰变为一对中微子,因此我们无法观察到中微子的衰变直接地。然而,仍然可以通过搜索具有大的 μ 子散射角和能量较低的最终态电子的事件来探测这一特征。来自弹性散射的背景事件以及辐射过程除了光子否决之外,还可以通过对 μ 子散射角和电子能量的运动学削减来消除。电弱过程的背景事件可以忽略不计。根据我们的选择标准,信号事件的数量被发现是一样大,假设综合光度为,在介子激发的参数区域差异。因此,探查是完全可行的在 MUonE 实验中测量玻色子——不引入额外的设备——我们强烈建议记录与此相关的事件生产过程。