La colaboración NA62 en el CERN ha realizado una búsqueda de leptones neutros pesados (LNP) en la desintegración de π+ a positrones utilizando datos recopilados de 2017 a 2024. Han establecido límites superiores para el elemento de mezcla del matricial de neutrinos extendido |Ue4|2 a un nivel de 10−8 para LNP con masas en el rango de 95–126 MeV/c2 y vidas media superiores a 50 ns.
La búsqueda se centró en el proceso de desintegración π+ → e+N, donde se asume que el LNP es la partícula N. La tasa de desintegración de este proceso depende de la masa del LNP mN y del parámetro de mezcla |Ue4|2. El experimento NA62 utiliza una línea de haz y una configuración de detector para detectar las desintegraciones de π+ e identificar los positrones resultantes.
El experimento NA62 ha establecido límites superiores para el parámetro de mezcla |Ue4|2, que son comparables o más estrictos que los obtenidos por el experimento PIENU. Estos límites son significativos en el contexto del νMSM (Modelo Mínimo Estándar de Neutrinos), que extiende el Modelo Estándar añadiendo tres neutrinos de mano derecha para explicar las oscilaciones de neutrinos, la materia oscura y la asimetría bariónica del universo.
La colaboración NA62 también ha presentado su procedimiento de búsqueda, que implica un enfoque de búsqueda de picos para medir la tasa de desintegración π+ → e+N en relación con la tasa de desintegración π+ → e+νe para una serie de hipótesis de masa de LNP. Este método se beneficia de la cancelación de la ineficiencia residual del detector común a los modos de señal y normalización.
Los resultados del experimento NA62 contribuyen a la búsqueda en curso de LNP, que podría proporcionar información sobre la naturaleza de la materia oscura y la estructura fundamental del universo. La colaboración planea incorporar datos futuros para mejorar su sensibilidad y buscar LNP más pesados.