未来中微子实验中的类轴子粒子：填补“宇宙学三角区”

类轴子粒子（ALPs）为寻找新物理提供了一条有前景的方向，同时大量模型都包含了 ALPs。我们指出，未来的中微子实验，如 DUNE，对 ALP 信号具有竞争力的灵敏度。轰击靶的高强度质子束不仅能产生大量中微子，还能产生由在靶中停止的带电粒子簇射所产生的级联光子。因此，与光子相互作用的 ALPs 可通过 Primakoff 效应以高强度（通常具有高能量）产生，随后在近探测器中通过逆 Primakoff 散射或衰变为光子对留下其特征信号。此外，高性能近探测器能够区分 ALP 信号与潜在本底，进一步提升信号灵敏度。我们证明，类 DUNE 的探测器可探索 ALP-光子耦合 $g_{a\gamma}$ 对 ALP 质量 $m_a$ 参数空间中广阔的范围，包括现有界限未约束的一些区域；“宇宙学三角区”将被充分探索，且灵敏度极限将上达 $m_a\sim3-4$ GeV、下至 $g_{a\gamma}\sim 10^{-8} {\rm GeV}^{-1}$。