MOMENT 实验中的不可见中微子衰变

我们利用基于缪子衰变束流（如缪子衰变中基线中微子束流实验（MOMENT））的未来加速器中微子实验，研究第三中微子质量本征态的不可见衰变。MOMENT 在测量由中微子衰变引起的能谱亏缺或超出方面具有出色性能，尤其在 $\nu_\mu$ 和 $\bar{\nu}_\mu$ 消失通道中。此类实验将改进对中微子寿命 $\tau_3$ 的约束。在与当前加速器 neutrino 实验 T2K 和 NOvA 在稳定 $\nu$ 假设下的排除极限相比时，我们预期 MOMENT 在 $3\sigma$ 置信水平给出 $\tau_3/m_3\ge1.46\times10^{-11}$~s/eV 的界限，优于它们近期的极限：NOvA 中 $\tau_3/m_3\ge 7\times10^{-13}$~s/eV 和 T2K 中 $\tau_3/m_3\ge 1.41\times10^{-12}$~s/eV。若 T2K 和 NOvA 的最佳拟合结果被证实，预期 MOMENT 将以 $>3\sigma$ 置信水平排除非衰变情形。我们进一步发现，降低系统不确定性比运行时间略为重要。最后，我们发现 $\tau_3/m_3$ 与其他振荡参数之间相关性极小，这表明 MOMENT 测量 $\tau_3/m_3$ 具有优势。