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在过去的几十年里,粒子物理标准模型(SM)几乎与所有实验事实一致。但是,SM的理论构架具有太多人为手放的因素,它并不能充当一个关于强、弱和电磁相互作用的终极理论,同时,SM本身也面临很多理论和实验上的问题。人们预期,在更高的能标,比如TeV能标,将存在新物理。从这个意义上来讲,SM仅仅是一种低能有效理论。SM的不足促使人们探索超出SM的新物理的存在。
一个附加的破缺的规范对称性(对应一个有质量的规范粒子)能够很自然地出现在许多SM扩展理论中,例如,各种大统一理论,基予弦的模型,动力学对称性破缺模型和超对称理论等等。在这些模型中,这个有质量的、电中性的、自旋为1的色单态粒子得到了广泛的唯象学研究:一方面正在高能对撞机上进行直接寻找,另一方面,也有很多的理论研究,例如利用低能标下大量的精确数据间接探索,来给出对其规范耦合常数和质量的限制。一般来讲,在模型中,与SM费米子的耦合可以是代非普适的,也可以是代普适的特殊情况。由于代非普适耦合具有很多有趣的唯象学意义,近年来,它吸引了研究者更多的兴趣。
强子对撞机上的轻子末态信号,具有非常干净的背景,因此这些事例可能对新物理效应很敏感,并且可能通过这些事例来探测到新物理效应。文献中已有很多对强子对撞机上的同味轻子对产生的研究,但由于过去实验上累积的事例数的限制以及来自于信号的探测与分析手段的局限,对异味轻子对的研究却较少。SM中的轻子数与重子数是严格守恒的,树图阶的味改变中性流(FCNC)是禁戒的(GIM机制)。而树图阶FCNC过程在代非普适的模型中是允许出现的。随着LHC的运行和数据的积累,将使我们可以改进对来自Z的新物理效应的认识。
我们计算了代非普适的模型中LHC上pp→eτ+X这一过程的散射截面,结果表明,随着未来LHC亮度的提高和事例数的积累,在耦合系数不是太小的前提下,在LHC上是有可能探测到Z的信号。我们还将目前唯象学上众多的模型进行了比较。我们的结果可以在一定程度上排除和鉴别新物理模型(例如,通过整体的拟合),并且可以用来对Z的效应进行更具体的研究。