利用 MURMUR 实验探测中子-隐中子跃迁

MURMUR 是一项新的穿墙中子实验，旨在约束在膜世界情景或镜像物质模型下允许的中子/隐中子跃迁。核反应堆可充当隐中子源，使中子在隐藏世界或隐藏扇区中传播。隐中子可传播出核芯并远超出生物屏蔽层。然而，隐中子可与寻常物质弱相互作用，使得在低噪声测量中探测它们成为可能。本工作的新颖之处在于更好的本底甄别，以及使用一种材料质量——此处为铅——能够增强隐中子向可见中子的再生以提高探测效率。借助目前在 BR2 研究核反应堆（SCK$\cdot$CEN，Mol，比利时）上进行的实验测试，利用建模与实验研究了该新装置的输入。根据 BR2 第 02/2019A 周期期间的测量，得出了中子交换概率 p 的新限值：在 95% 置信水平下 $p < 4.0 \ \times 10^{-10}$。尽管 BR2 产生隐中子的效率要低 7.4 倍，该约束仍优于 2015 年 ILL 上进行的先前穿墙中子实验的界限，从而提升了此类使用再生材料的实验的意义。