DUNE 中惰性费米子的上散射产生：与散裂中子源及直接探测实验的互补性

我们研究了在不同设施中，通过中微子在原子核与原子电子上的上散射产生 MeV 尺度惰性费米子的可能性。我们考虑了一个在标准模型粒子内容中增加一个新费米子的唯象模型，并允许中微子与电子及第一代夸克之间所有可能的 Lorentz 不变非导数相互作用（标量、赝标量、矢量、轴矢量与张量）。我们首先通过模拟近探测器中的弹性中微子-电子散射事件，探讨了 DUNE 实验对该情景的灵敏度。我们考虑了标准中微子束流与 tau 优化中微子束流两种选项，并研究了可相对于束流离轴移动的可移动探测器的影响。接着，我们利用 XENONnT 与 LZ 这两个当前暗物质直接探测实验中由太阳中微子诱发的弹性中微子-电子散射事件，推断了典型耦合、新费米子质量与媒介粒子质量的约束。在假设新媒介粒子亦与第一代夸克耦合的前提下，我们进一步利用 COHERENT 实验的相干弹性中微子-原子核散射数据，对惰性费米子的上散射产生设置了约束。此外，在假设惰性费米子可能在探测器内衰变的前提下，我们设定了额外约束。最后，我们比较了各项结果，并基于运动学论证讨论了这些设施如何对相关参数空间的不同区域敏感，从而可为惰性费米子的上散射产生提供互补信息。