近日，我院何大壮老师以第一作者身份在国际高能物理领域重要期刊 Journal of High Energy Physics（JHEP，Nature Index收录期刊，中科院二区Top期刊、JCR Q1）发表题为 “The effects of a scalar singlet leptoquark at the Z factory” 的研究论文，论文由何大壮老师与合肥工业大学张宇副教授、大连理工大学孙昊教授合作完成。
该研究面向未来环形正负电子对撞机（FCC-ee）、环形正负电子对撞机（CEPC）等高精度Z工厂的精确探测需求，围绕可用于解释B介子衰变反常现象的标量单态Leptoquark（LQ）模型，计算了其对Z玻色子衰变以及正负电子对撞中 μ 子和 τ 子对产生过程的高阶量子修正效应，并结合现有低能实验及对撞机实验约束，对模型参数空间进行了系统分析。研究采用完整的次领头阶电弱修正计算，新物理效应仅通过高阶量子修正显现，因而对理论计算精度提出了较高要求。
图 1：标量单态LQ S1 对矢量玻色子自能、τ子自能及 Zττ 顶点的高阶量子修正示意图。
图 2：标量单态LQ S1质量为1 TeV（左）和2 TeV（右）时 Z → τ⁺τ⁻ 衰变中新物理效应及模型参数空间约束。
结果表明，LQ在μ子对产生过程中的新物理效应极小，而τ子对产生过程对相关新物理具有显著更高的灵敏度，其效应主要受左手相互作用耦合控制，在1 TeV和2 TeV的LQ质量下最大SM偏差均可达到约−0.7%；同时，随着LQ质量增加导致的新物理效应受到抑制，更大的允许耦合参数空间可以在一定程度上对这一抑制效应形成补偿。在此基础上，论文进一步给出了描述新物理效应随LQ质量和耦合参数变化的解析表达式，并系统研究了Z极点附近不同碰撞能量及运动学分布中的新物理效应，结果表明相关效应在运动学区间内具有较好的稳定性，指出τ子对产生过程有望成为未来Z工厂开展精密测量、检验LQ模型及探索标准模型之外新物理的重要观测渠道。
作为论文第一作者，何大壮老师在该项研究中发挥了重要作用。该成果也是我院积极加强与国内高校科研团队交流合作、共同推进粒子物理前沿问题研究的具体体现。研究工作获得菏泽学院博士基金项目、国家自然科学基金及合肥工业大学中央高校基本科研业务费专项资金等项目资助。
文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP08(2026)199
