在Mu3e上对轻子味破坏轴子的稳健搜寻

我们提出在Mu3e上搜寻$\mu\to 3e + a$衰变中轻子味破坏的轴子（类）粒子。通过要求来自内部转换的额外$e^+e^-$对，可规避困扰$\mu \to e+a$通道中轻于20 MeV轴子的校准难题。关键在于，信号率的相应降低在很大程度上被Mu3e分辨高度准直径迹的能力所补偿。对于Mu3e的第一阶段，我们预估对衰变常数的灵敏度高达$6\times 10^9$ GeV，可探测轴子暗物质情景中尚未触及的参数空间。利用μ子束的极化可进一步提升对主要耦合右手性轻子的轴子的灵敏度。