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LSND与MiniBooNE超出事件共同解的要求:MicroBooNE之后的研究

高能物理 - 唯象学 2022-07-12 v2 高能物理 - 实验

摘要

MiniBooNE (MB) 实验中观测到的类电子事件超出的强统计显著性,连同早先在液体闪烁体中微子探测器 (LSND) 中看到的类似超出,若与近期 MicroBooNE 结果联合解释,可能已将我们带至新物理发现的临界点。这引发了大量尝试,通过超越标准模型 (SM) 的物理来理解这些观测,无论是对每个实验单独还是联合而言。我们概述了当前局势,并讨论了众多新物理提案所归属的三大类。同一新非振荡物理同时解释两个反常的可能性带来了新的限制与要求。我们此工作聚焦的一类重要共同解,包含一个重约 O{\cal O}(MeV-sub-GeV) 的惰性中性费米子,其在探测器中产生(通过入射缪子中微子的上散射),随后衰变为光子或 e+ee^+e^- 对,模拟了观测信号。此类解受到以下方面的强烈约束:a) 在 LSND 和 MB 中均能产生足够总事件数的截面要求;b) 两个实验测得的能量与角分布所施加的要求;以及 c) 新物理模型及其粒子内容与来自广泛粒子物理实验的其他界限的一致性与兼容性。我们发现这些准则常将提案拉向不同方向,并严格限制了能同时解决两个反常的可行提案集合。我们的结论既与对新物理的普遍搜寻相关,也与 MicroBooNE 实验正在进行中的观测与分析相关。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.09373,
  title  = {Requirements on common solutions to the LSND and MiniBooNE excesses: a post-MicroBooNE study},
  author = {Waleed Abdallah and Raj Gandhi and Samiran Roy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.09373},
  year   = {2022}
}

备注

24 pages, 5 figures, 1 table. Version published in JHEP