在未来缪子对撞机上通过单希格斯产生过程探测反常 $hZ\gamma$ 耦合
Probing anomalous $hZγ$ couplings in single Higgs production at future muon colliders
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中文总结 AI 辅助
本研究在未来缪子对撞机上，通过单希格斯产生及$h\to Z\gamma$衰变，利用BDT多箱形状分析，在SMEFT框架下给出了对反常$hZ\gamma$耦合的最严格约束。
中文摘要 AI 辅助
未来多TeV缪子对撞机通过高精度测量为探索标准模型（SM）之外的新物理提供了理想环境。在本工作中，我们在维度六标准模型有效场论（SMEFT）框架下，研究了在 $\sqrt{s} = 3\text{ TeV}$ 和 $10\text{ TeV}$ 缪子对撞机上对反常 $hZ\gamma$ 耦合的灵敏度。我们聚焦于单希格斯玻色子产生过程——特别是通过矢量玻色子融合——随后是稀有衰变道 $h \to Z\gamma$，并使用 \textsc{MadGraph5\\_aMC@NLO}、\textsc{Pythia} 和 \textsc{Delphes} 进行快速探测器响应的全面模拟。为了最大化信号灵敏度，我们将传统的计数方法与多箱提升决策树（BDT）形状分析进行对比，并在多箱 $\chi^2$ 统计框架内进行评估。我们最严格的预测是通过在 $10\text{ TeV}$ 下的多变量BDT分析获得的。假设积分亮度为 $10\text{ ab}^{-1}$ 且系统不确定度为 $5\\%$，我们推导出预期的 $95\\%$ 置信水平区间为 $c_{HW} \in [-0.005, +0.003]$ 和 $c_{HB} \in [-0.003, +0.005]$。值得注意的是，由于 $c_{\gamma}$ 系数具有更大的截面增强效应，其约束略微更紧，达到 $c_{\gamma} \in [-0.002, 0.001]$。这些结果强调了高能缪子对撞机在约束反常希格斯-规范耦合方面的独特能力。
英文摘要
Future multi-TeV muon colliders offer an ideal environment to probe physics beyond the Standard Model (SM) through high-precision measurements. In this work, we investigate the sensitivity to anomalous $hZγ$ couplings within the dimension-six Standard Model Effective Field Theory (SMEFT) framework at $\sqrt{s} = 3\text{ TeV}$ and $10\text{ TeV}$ muon colliders. Focusing on single Higgs boson production---particularly through vector boson fusion---followed by the rare $h \to Zγ$ decay channel, we perform a comprehensive simulation using \textsc{MadGraph5\_aMC@NLO}, \textsc{Pythia}, and \textsc{Delphes} for fast detector response. To maximize signal sensitivity, we contrast a traditional cut-and-count methodology with a multi-bin Boosted Decision Tree (BDT) shape analysis, evaluated within a multi-bin $χ^2$ statistical framework. Our most stringent projections are achieved using the multivariate BDT analysis at $10\text{ TeV}$. Assuming an integrated luminosity of $10\text{ ab}^{-1}$ and a $5\%$ systematic uncertainty, we derive expected $95\%$ confidence level intervals of $c_{HW} \in [-0.005, +0.003]$ and $c_{HB} \in [-0.003, +0.005]$. Notably, the bound on the $c_γ$ coefficient is slightly tighter due to its larger cross-section enhancement, reaching $c_γ \in [-0.002, 0.001]$. These results underscore the unique capability of high-energy muon colliders to constrain anomalous Higgs-gauge couplings.
发表机构
- University of Science and Technology of Mazandaran（马赞达兰科技大学）
- Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究院）
- University of Tehran（德黑兰大学）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
