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在量热器探测器上寻找低于 kaon 质量的重中性轻子

高能物理 - 唯象学 2022-05-25 v2 高能物理 - 实验

摘要

低于 kaon 质量的重中性轻子(NN)受到宇宙学和基于实验室的飞行衰变搜索的严格限制。如果 NN 通过额外的力相互作用,Nνe+eN\to\nu e^+e^- 衰变会被增强,从而可以规避宇宙学限制。我们证明 T2K 和 MicroBooNE 中微子实验提供了 NNμ\mu 中微子混合的最佳限制,超越了此前被认为占主导地位的上一代实验。我们约束了具有电磁衰变和长寿命 NN 的模型,例如跃迁磁矩门户和亲轻子轴子样粒子门户,这些模型被用来解释 MiniBooNE 超出。通过将这些模型作为代表性例子,我们的结果表明,涉及来自长寿命粒子的 e+ee^+e^- 对的 MiniBooNE 超出解释与 T2K、PS191 和 MicroBooNE 数据存在矛盾。同样,由于通过虚光子关联的 e+ee^+e^- 衰变模式,这些搜索也约束了基于单光子的 MiniBooNE 解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.03831,
  title  = {Heavy neutral leptons below the kaon mass at hodoscopic detectors},
  author = {Carlos A. Argüelles and Nicolò Foppiani and Matheus Hostert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.03831},
  year   = {2022}
}

备注

15 pages, 11 figures Several typos were fixed, and references were added. The work has been expanded to discuss a leptophilic axion-like particle portal model that could explain the MiniBooNE excess