在 $e\mu$ 扇区寻找轻子数破坏过程的未来实验改进

探索轻子扇区在当今前沿实验中愈发重要，因为在中微子振荡发现后，标准模型不再保证轻子味和总轻子数的守恒。$\mu^- + N(A,Z) \rightarrow e^+ + N(A,Z-2)$ 在 μ 子原子中的转换是研究轻子数破坏过程最有前景的通道之一，该过程的测量计划在未来的 $\mu^--e^-$ 转换实验中，利用 μ 子停止靶中的 μ 子原子进行。本文讨论了如何通过引入新的质量关系要求 $M(A,Z-2)<M(A,Z-1)$（其中 $M(A,Z)$ 是 μ 子停止靶核的质量）来最大化 $\mu^--e^+$ 转换的实验灵敏度，以消除辐射 μ 子俘获产生的本底。在使用满足该质量关系的合适靶核的即将进行的实验中，$\mu^--e^+$ 转换的灵敏度预计将提高四个数量级。发现最有前景的同位素是 $^{40}$Ca 和 $^{32}$S。