Mu2e Run I 在铝中搜寻无中微子 $\mu^- \to e^-$ 转换的灵敏度预期

费米实验室的 Mu2e 实验将在铝原子核场中搜寻无中微子 $\mu^- \to e^-$ 转换。Mu2e 的取数计划假设两个运行期 Run I 和 Run II，其间有约两年的停机。本文给出预期的 Mu2e Run I 搜寻灵敏度的估计，并详细讨论本底来源、其预测的不确定性、分析流程以及实验灵敏度的优化。预期的 Run I $5\sigma$ 发现灵敏度为 $R_{\mu e} = 1.2 \times 10^{-15}$，总预期本底为 $0.11 \pm 0.03$ 个事件。在无信号情况下，预期上限为 90% CL 下 $R_{\mu e} < 6.2 \times 10^{-16}$。这相比 SINDRUM II 实验设定的当前实验极限（90% CL 下 $R_{\mu e} < 7 \times 10^{-13}$）改善了三个数量级。