Zusammenfassung - Suche nach schweren neutralen Leptonen in $π^+$-Zerfällungen in Positronen

Suche nach schweren neutralen Leptonen in $π^+$-Zerfällungen in Positronen

2025-07-10 00:18:51

{"NA62 Collaboration"}

{hep-ex}

Die NA62-Kollaboration am CERN hat eine Suche nach schweren neutralen Leptonen (HNLs) in π+-Zerfällungen in Positronen anhand von Daten, die von 2017 bis 2024 gesammelt wurden, durchgeführt. Sie haben obere Limits für das erweiterte Neutrino-Mischungsmatrixelement |Ue4|2 auf dem Niveau von 10−8 für HNLs mit Massen im Bereich von 95–126 MeV/c2 und Lebensdauern über 50 ns festgelegt. Die Suche konzentrierte sich auf den Zerfallsprozess π+ → e+N, bei dem angenommen wird, dass das HNL das Teilchen N ist. Die Zerfallsrate dieses Prozesses hängt von der HNL-Masse mN und dem Mischparameter |Ue4|2 ab. Das NA62-Experiment nutzt eine Strahlrohr- und Detektorausstattung, um π+-Zerfälle zu detektieren und die resultierenden Positronen zu identifizieren. Das NA62-Experiment hat obere Limits für den Mischparameter |Ue4|2 gesetzt, die mit oder strenger als die durch das PIENU-Experiment erzielten Limits sind. Diese Limits sind im Kontext des νMSM (neutrino Minimal Standard Model) bedeutend, das das Standardmodell durch die Hinzufügung von drei rechten Hand neutrinos erweitert, um Neutrino-Oszillationen, Dunkle Materie und die Baryonasymmetrie des Universums zu erklären. Die NA62-Kollaboration hat auch ihre Suchmethode vorgestellt, die eine Gipfel-Suche umfasst, um die Zerfallsrate π+ → e+N im Vergleich zur Zerfallsrate π+ → e+νe für eine Reihe von HNL-Massenhypothesen zu messen. Dieses Verfahren profitiert von der Kompensation von verbleibenden Detektoreffizienzfehlern, die sowohl im Signalmodus als auch im Normalisierungsmodus gemeinsam auftreten. Die Ergebnisse des NA62-Experiments tragen zur laufenden Suche nach HNLs bei, die möglicherweise Einblicke in die Natur der Dunklen Materie und die fundamentale Struktur des Universums bieten könnten. Die Kollaboration plant, zukünftige Daten zu integrieren, um ihre Empfindlichkeit zu verbessern und nach schwereren HNLs zu suchen.