Фоторождение триплетов на свободных электронах и поиск темного фотона
Гах Г.И., Кончатный М.И., Меренков Н.П.

Поступила в редакцию: 29 Декабря 2017

DOI: 10.1134/S0044451018080114

PDF (773.8K)

Исследован процесс фоторождения триплетов на свободных электронах, γ e^-→ e⁺e^-e^-, в котором темный фотон A' может образоваться в качестве промежуточного состояния с последующим распадом на e⁺e^--пару. Этот эффект возникает вследствие так называемого кинетического смешивания и характеризуется малым параметром ε , описывающим интенсивность взаимодействия темного фотона с заряженными частицами СМ в терминах электрического заряда e. Поиск проявления A' в этом процессе имеет то преимущество, что фон к A'-сигналу является чисто электродинамическим и поэтому может быть рассчитан с необходимой точностью. Мы вычисляем этот фон с учетом тождественности конечных электронов. Что касается A', его вклад учитывается только в диаграммах комптоновского типа (виртуального комптоновского рассеяния), когда виртуальный темный фотон является времениподобным и его пропагатор имеет форму резонанса Брейта-Вигнера. Только вблизи резонанса A' и может проявить себя. Мы вычисляем распределения по инвариантным массам обеих образованных e⁺e^--пар и исследуем кинематическую область, в которой исключены сравнительно малые квадраты переданных от электрона-мишени к образованным электронам импульсов. В этих условиях вклад в дифференциальное сечение диаграмм комптоновского типа не подавлен относительно вклада остальных диаграмм (диаграмм Борселлино). Для специального способа набора событий, когда инвариантная масса одной из e⁺e^--пар остается фиксированной, а другой - сканируется, получены ограничения на параметр ε в зависимости от массы темного фотона и статистики (числа) событий.