在K介子工厂探测介子力与暗物质

稀有K介子衰变是探测轻的、新的弱耦合粒子的极佳探针。如果此类粒子$X$优先与μ子耦合，它们可在$K\to \mu \nu X$衰变中产生。在本快报中，我们评估了NA62上该过程在假设$X$不可见衰变或衰变为双μ子时的未来灵敏度。我们的主要物理目标是解决$(g-2)_\mu$反常的参数空间，其中$X$是一个规范化的$L_\mu-L_\tau$矢量或一个亲μ子标量。同一参数空间也可容纳暗物质冻结，或若新力分别衰变为暗物质或中微子则可缓解宇宙学局部$H_0$测量间的张力。我们表明，对于不可见的$X$衰变，NA62上专门的单μ子触发分析可探测剩余$(g-2)_\mu$偏好参数空间的很大部分。或者，若$X$衰变为μ子，NA62可在$K\to 3 \mu \nu$事件中执行双μ子共振搜索，并大幅改进该过程现有的覆盖。独立于其对新粒子的灵敏度，我们发现NA62也对从未被测量过的标准模型预言的$K \to 3\mu \nu$速率敏感。