重新审视「LSND 反常」I:新数据的影响

本文与后续一篇文章一起,对所谓的「LSND 反常」提出质疑:LSND 合作组在使用 800 MeV 质子的束流打靶实验中,观测到反电子中微子相互作用相对于标准本底超出 $3.8\,\sigma$。该超出曾被解释为在 $\Delta m^2$ 范围 $0.2\,\mathrm{eV}^2$ 至 $2\,\mathrm{eV}^2$ 内存在反 $\mu$ 子中微子 $\to$ 反电子中微子振荡的证据。这样的 $\Delta m^2$ 范围与被广泛接受的三个轻中微子种之间的振荡模型不相容,并要求至少存在一个轻的「惰性」中微子。在本文中,我们给出了关于质子打靶产生 $\pi$ 介子的新数据,并回顾了四十年前关于中子打靶产生 $\pi$ 介子的数据,这些数据共同显著提高了 LSND 实验中标准本底的估计值,并将「LSND 反常」的显著性从 $3.8\,\sigma$ 降低到 $2.9\,\sigma$。在后续一篇文章中,我们还将质疑 LSND 合作组的数据分析,从而进一步降低「LSND 反常」的显著性。