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来自 ArgoNeuT 与 MiniBooNE 束流靶的 ALP 电子与光子耦合新约束

高能物理 - 唯象学 2023-07-12 v2 高能物理 - 实验

摘要

束流靶与固定靶实验通过考虑束流靶中初级相互作用产生新态,已成为对此类粒子及标准模型之外其他物理(BSM)的灵敏探针。在质子束流靶中,电磁簇射里发生许多次级相互作用,可能成为赝标玻色子或类轴子粒子(ALPs)的额外产生通道。MiniBooNE 实验的无靶构型——其收集了 1.86×10201.86 \times 10^{20} 个直接轰击钢制束流靶的质子数据——是对 MeV 质量区间 ALP 这些产生通道灵敏度的极佳检验。利用 MiniBooNE 靶模式的零观测,我们对通过多种通道产生、并经由 MiniBooNE 探测器体积内散射与衰变被探测到的 ALP 与电子和光子的耦合设定了新约束。我们发现,该零结果排除了此前实验室探针在 10–100 MeV 质量区间对电子与光子耦合均未约束的参数空间。最后,我们主张利用 ArgoNeuT 实验收集的 1.25×1020\times 10^{20} POT 数据开展专门分析,其显示出互补灵敏度并为未来搜寻奠定基础。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.03878,
  title  = {New Constraints on ALP Electron and Photon Couplings from ArgoNeuT and the MiniBooNE Beam Dump},
  author = {Francesco Capozzi and Bhaskar Dutta and Gajendra Gurung and Wooyoung Jang and Ian M. Shoemaker and Adrian Thompson and Jaehoon Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.03878},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 8 figures; updated references