Light axion-like particles at future lepton colliders
Notice bibliographique
Résumé
A bstract Axion-like particles (ALPs) are well-motivated extensions of the Standard Model (SM) that appear in many new physics scenarios, with masses spanning a broad range. In this work, we systematically study the production and detection prospects of light ALPs at future lepton colliders, including electron-positron and multi-TeV muon colliders. At lepton colliders, light ALPs can be produced in association with a photon or a Z boson. For very light ALPs ( m a < 1 MeV), the ALPs are typically long-lived and escape detection, leading to a mono- V ( V = γ , Z ) signature. In the long-lived limit, we find that the mono-photon channel at the Tera- Z stage of future electron-positron colliders provides the strongest constraints on ALP couplings to SM gauge bosons, g aV V , thanks to the high luminosity, low background, and resonant enhancement from on-shell Z bosons. At higher energies, the mono-photon cross section becomes nearly energy-independent, and the sensitivity is governed by luminosity and background. At multi-TeV muon colliders, the mono- Z channel can yield complementary constraints. For heavier ALPs ( m a > 100 MeV) that decay promptly, mono- V signatures are no longer valid. In this case, ALPs can be probed via non-resonant vector boson scattering (VBS) processes, where the ALP is exchanged off-shell, leading to kinematic deviations from SM expectations. We analyze constraints from both light-by-light scattering and electroweak VBS, the latter only accessible at TeV-scale colliders. While generally weaker, these constraints are robust and model-independent. Our combined analysis shows that mono- V and non-resonant VBS channels provide powerful and complementary probes of ALP-gauge boson interactions.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».