来自 Super-Kamiokande 大气中子观测对味依赖长程力的限制

在最小标准模型中，可以对以下任意一种全局对称性进行规范化：(i) $L_{e}-L_{\mu}$，(ii) $L_{e}-L_{\tau}$ 或 (iii) $L_{\mu}-L_{\tau}$。如果对应于 (i) 或 (ii) 的规范玻色子 (近乎) 无质量，则会表现为介质物体之间的长程 composition dependent 第五力。这种力也会由于其味依赖性影响中子振荡。我们表明，尽管来自第五力实验的相关规范耦合约束非常严格，但后者效应仍然显著。特别是，来自太阳和地球电子的 $L_{e}- L_{\mu,\tau}$势能将抑制来自 Super-Kamiokande 观察到的大气中子 $\nu_\mu \to \nu_\tau$ 振荡。Super-K 数据表明，在力的作用范围为地球-太阳距离时，$\alpha_{e\tau}< 6.4 \times 10^{-52}$ 和 $\alpha_{e\mu}< 5.5 \times 10^{-52}$（置信度 90%）可作为上限。这一限制比早期在此范围内的第五力限制提高了两个数量级。