超新星缪子：对 Z' 玻色子、轴子与类轴子粒子的新约束

超新星中产生的新轻粒子可导致额外的能量损失，并相应造成中微子产生量的不足，这与从超新星 1987A（SN1987A）观测到的中微子相矛盾。与以往大多数 SN1987A 研究不同，我们考察了与 SN1987A 中产生的缪子相互作用的 $Z'$ 玻色子、轴子以及类轴子粒子（ALPs）的影响。我们首次给出了与缪子耦合的通用 $Z'$ 玻色子的约束，并将结果应用于包括规范化的 $L_\mu-L_\tau$ 数、$U(1)_{L_\mu-L_\tau}$ 以及规范化的 $B-L$ 数、$U(1)_{B-L}$ 在内的粒子模型。我们约束了质量最高约 250-500 MeV 的 $Z'$ 玻色子，以及低至约 $10^{-9}$ 的 $Z'$-缪子耦合。我们还通过考察圈图层级相互作用的重要性，并在更宽的轴子质量范围内进行计算，扩展了先前关于轴子-缪子耦合的工作。我们约束了从任意低质量到约 200-500 MeV 的缪子耦合轴子，其界限延伸至约 $10^{-8}$ GeV$^{-1}$ 的轴子-缪子耦合。我们得出结论：超新星广泛地提供了对与缪子相互作用的新弱耦合粒子的灵敏探测。