利用未来对撞机信号搜寻 sterile 中微子

我们研究了在高能对撞机上通过$e^+e^-$、$ep$碰撞的直接产生通道，以及重介子、重重子与希格斯衰变的间接产生通道观测sterile中微子的可行性。对于$e^+e^-$碰撞，探索了$e^+e^-\to\bar{\nu}_e N$通道并采用新的信号筛选方法，该方法对轻$m_N$更高效，预计SuperKEKB、CEPC和ILC对活性-sterile混合$|U_{eN}|^2$的约束将比当前实验达到更好的下限。对于$ep$碰撞，我们通过质子轫致辐射的新通道即$e^-\gamma \to NW^-$研究重sterile中微子的产生，可探测数百GeV的重sterile中微子并给出混合的新限制。对于重强子衰变，探索了$\Lambda_c,\ \Xi_{c},\ \Xi_{cc}$和$\Lambda_b$通过GeV尺度中间在壳Majorana中微子的轻子数破坏衰变。给出了分支比及$|U_{\ell N}|^2$的约束，从而可能对该质量区间给出新限制。还考虑了${\rm Higgs} \to W\mu\mu\pi$通道以检验希格斯 sector 内的重中微子。