DUNE 近探测器上来自低标度跷跷板机制的重中性轻子

重近似惰性中微子是扩展标准模型以解释中微子质量的常见要素，例如 I 型跷跷板模型或其变体。如果新的重中性轻子（HNLs）的尺度足够低，则可在从 LHC 到中微子实验的一系列当前与即将开展的实验中产生可观测信号。在本文中，我们讨论 MeV 至 GeV 质量范围内惰性中微子的现象学，重点关注其衰变。我们将讨论嵌入一个现实的质量模型中，并考虑由此产生的影响。我们特别聚焦于束流中 Majorana 与（赝）Dirac 态的强极化效应对信号的影响，提供了将这些效应纳入产生与衰变的公式。我们研究了即将建成的深地下中微子实验（DUNE）的近探测器如何通过在其探测器内部搜寻 HNL 态的衰变产物来约束 HNL 态。我们对最有希望的几种信号进行了蒙特卡洛本底分析，纳入了探测器的粒子鉴别能力，并估算了 DUNE 对这些粒子的实验灵敏度。我们还给出了 DUNE 处由 $\nu_\tau$ 衍生的 HNL 通量的估计（目前文献中尚缺），这使我们能够讨论更高质量下 HNL 的搜寻。