DUNE 近探测器探测重轴子的机遇

尽管 QCD 轴子常被认为必然很轻（$\lesssim$ eV），近期工作已为重轴子开辟出一个可行且有趣的参数空间，其同时解决了强 CP 问题与轴子质量（Quality）问题。这些具有充分理论动机的重轴子，以及一般的类轴子粒子，需要在 GeV 质量区间内借助对撞机与束流收集（beam dump）环境进行探索。即将建成的首要中微子实验——深地下中微子实验（Deep Underground Neutrino Experiment, DUNE）——凭借其多用途近探测器（ND）综合体，同时也是一个强大的束流收集实验。在本研究中，我们通过详细分析表明，DUNE ND 对质量介于 $20$ MeV 与 $2$ GeV 之间的重轴子具有独特的灵敏度，与其他未来实验形成互补。