La collaboration NA62 au CERN a mené une recherche de leptons neutres lourds (LNL) dans les décisions de π+ en positrons en utilisant des données collectées de 2017 à 2024. Ils ont établi des limites supérieures pour l'élément de mélange du matrice des neutrinos étendue |Ue4|2 au niveau de 10−8 pour des LNL avec des masses dans l'intervalle de 95–126 MeV/c2 et des durées de vie supérieures à 50 ns.
La recherche s'est concentrée sur le processus de décroissance π+ → e+N, où le LNL est supposé être la particule N. Le taux de décroissance de ce processus dépend de la masse du LNL mN et du paramètre de mélange |Ue4|2. L'expérience NA62 utilise une ligne de faisceau et un dispositif de détection pour détecter les décisions de π+ et identifier les positrons resultants.
L'expérience NA62 a établi des limites supérieures pour le paramètre de mélange |Ue4|2, qui sont comparables ou plus strictes que celles obtenues par l'expérience PIENU. Ces limites sont significatives dans le contexte du νMSM (modèle minimal des neutrinos), qui étend le Modèle standard en ajoutant trois neutrinos de main droite pour expliquer les oscillations des neutrinos, la matière noire et l'asymétrie baryonique de l'univers.
La collaboration NA62 a également présenté leur procédure de recherche, qui implique une approche de recherche de pic pour mesurer le taux de décroissance π+ → e+N par rapport au taux de décroissance π+ → e+νe pour un ensemble d'hypothèses de masse de LNL. Cette méthode bénéficie de l'annulation des inefficacités résiduelles communes aux modes signal et normalisation.
Les résultats de l'expérience NA62 contribuent à la recherche en cours de LNL, qui pourrait potentiellement offrir des éclaircissements sur la nature de la matière noire et la structure fondamentale de l'univers. La collaboration prévoit d'intégrer des données futures pour améliorer leur sensibilité et rechercher des LNL plus lourds.