Mu3e 实验中暗光子搜索的预期

我们表明，质量约为 10-80 MeV 的暗光子（$A'$）可以通过衰变 $\mu^+ \to e^+ \nu_e \bar{\nu}_\mu A', A' \to e^+ e^-$ 在瑞士保罗·谢勒研究所（ PSI ）的 upcoming Mu3e 实验中被探测到。预计在 2015-2016 年（2018 年及以后）分别有 $10^{15}$（$5.5 \times 10^{16}$）次 μ 子衰变，Mu3e 有令人兴奋的机会探测目前未被探索的暗光子参数空间的相当大一部分，探测动力学混合参数 $\epsilon$ 低至 $\epsilon^2 \sim 10^{-7}$（$10^{-8}$）。无需对现有 Mu3e 实验装置进行任何修改。