r t strs t - - PowerPoint PPT Presentation

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▼♦t✐✈❛t✐♦♥s

◆❡✉tr✐♥♦ ♠❛ss❡s ✿ ❙❡❡s❛✇ ▼❡❝❤❛♥✐s♠❄ Lν = − g √ ✷ ¯ νc

RΣνR − h

√ ✷ ¯ νLHνR + h.c.. θ ≈ mD MR = hv ✷gvΣ . h ≈ (m✶MR)✶/✷ v , ∼ ✶,✸ × ✶✵−✾ ( m✶ ✵,✶❡❱)

✶/✷

( MR ▼❡❱)

✶/✷

(✷✹✻●❡❱ v ) .

❙❡❡s❛✇ ♣r♦❝❡ss ⇒ ❚✐♥② ❨✉❦❛✇❛ ❝♦✉♣❧✐♥❣s

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▼♦t✐✈❛t✐♦♥s

■❞❡❛ ✿ ❆ss✐❣♥ ❣❧♦❜❛❧ U(✶)l ❝❤❛r❣❡s t♦ ❧❡♣t♦♥s✱ ❘❍ ❛♥❞ ▲❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❬❇r❛♥❝♦ ❡t✳ ❛❧✳ ✬✽✾✱ ❇❛❜✉✱ ▼❛✱ ✬✽✾✱ P✐❧❛❢ts✐s ✬✵✺❪

❈❤❛r❣❡ ❆ss✐❣♥♠❡♥t ❨✉❦❛✇❛ str✉❝t✉r❡ ◆❡✉tr✐♥♦ ▼❛ss❡s ♣r♦t❡❝t❡❞ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡r ✭❜❡❢♦r❡ ❙❙❇ ♦❢ ✶ ✮ ▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ P❤❡♥♦♠❡♥♦❧♦❣✐❝❛❧ ♦❜s❡r✈❛❜❧❡s✳✳✳

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❈❤❛r❣❡ ❆ss✐❣♥♠❡♥t ⇒ ❨✉❦❛✇❛ str✉❝t✉r❡ ◆❡✉tr✐♥♦ ▼❛ss❡s ♣r♦t❡❝t❡❞ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡r ✭❜❡❢♦r❡ ❙❙❇ ♦❢ ✶ ✮ ▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ P❤❡♥♦♠❡♥♦❧♦❣✐❝❛❧ ♦❜s❡r✈❛❜❧❡s✳✳✳

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■❞❡❛ ✿ ❆ss✐❣♥ ❣❧♦❜❛❧ U(✶)l ❝❤❛r❣❡s t♦ ❧❡♣t♦♥s✱ ❘❍ ❛♥❞ ▲❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❬❇r❛♥❝♦ ❡t✳ ❛❧✳ ✬✽✾✱ ❇❛❜✉✱ ▼❛✱ ✬✽✾✱ P✐❧❛❢ts✐s ✬✵✺❪

❈❤❛r❣❡ ❆ss✐❣♥♠❡♥t ⇒ ❨✉❦❛✇❛ str✉❝t✉r❡ ◆❡✉tr✐♥♦ ▼❛ss❡s ♣r♦t❡❝t❡❞ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡r ✭❜❡❢♦r❡ ❙❙❇ ♦❢ U(✶)l✮ ▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ P❤❡♥♦♠❡♥♦❧♦❣✐❝❛❧ ♦❜s❡r✈❛❜❧❡s✳✳✳

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▼♦t✐✈❛t✐♦♥s

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▼♦t✐✈❛t✐♦♥s

■❞❡❛ ✿ ❆ss✐❣♥ ❣❧♦❜❛❧ U(✶)l ❝❤❛r❣❡s t♦ ❧❡♣t♦♥s✱ ❘❍ ❛♥❞ ▲❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❬❇r❛♥❝♦ ❡t✳ ❛❧✳ ✬✽✾✱ ❇❛❜✉✱ ▼❛✱ ✬✽✾✱ P✐❧❛❢ts✐s ✬✵✺❪

❈❤❛r❣❡ ❆ss✐❣♥♠❡♥t ⇒ ❨✉❦❛✇❛ str✉❝t✉r❡ ◆❡✉tr✐♥♦ ▼❛ss❡s ♣r♦t❡❝t❡❞ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡r ✭❜❡❢♦r❡ ❙❙❇ ♦❢ U(✶)l✮ ▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ ↪ P❤❡♥♦♠❡♥♦❧♦❣✐❝❛❧ ♦❜s❡r✈❛❜❧❡s✳✳✳

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❊①❛♠♣❧❡

❋♦r ✐♥st❛♥❝❡ ✿ N✶ N± = (N✷ ± iN✸)/ √ ✷ L eR U(✶)l q / = ✶ ± ✶ ✰✶ ✰✶ ❨✉❦❛✇❛s ❜❡❝♦♠❡ ✿ h = v ⎛ ⎜ ⎝ ✵ a ia ✵ b ib ✵ c ic ⎞ ⎟ ⎠

✵ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡rs✳✳✳ ◆❡❡❞ t♦ ❜r❡❛❦ ✶

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❊①❛♠♣❧❡

❋♦r ✐♥st❛♥❝❡ ✿ N✶ N± = (N✷ ± iN✸)/ √ ✷ L eR U(✶)l q / = ✶ ± ✶ ✰✶ ✰✶ ❨✉❦❛✇❛s ❜❡❝♦♠❡ ✿ h = v ⎛ ⎜ ⎝ ✵ a ia ✵ b ib ✵ c ic ⎞ ⎟ ⎠

mν = ✵ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡rs✳✳✳ ◆❡❡❞ t♦ ❜r❡❛❦ ✶

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❊①❛♠♣❧❡

❋♦r ✐♥st❛♥❝❡ ✿ N✶ N± = (N✷ ± iN✸)/ √ ✷ L eR U(✶)l q / = ✶ ± ✶ ✰✶ ✰✶ ❨✉❦❛✇❛s ❜❡❝♦♠❡ ✿ h = v ⎛ ⎜ ⎝ ✵ a ia ✵ b ib ✵ c ic ⎞ ⎟ ⎠

+δh ✵ ❛t ❛❧❧ ♦r❞❡rs✳✳✳ ↪ ◆❡❡❞ t♦ ❜r❡❛❦ U(✶)l

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❚❤❡ ♠♦❞❡❧

❯♥t✐❧ ♥♦✇ ✿ P❧✉❣ ✐t ✐♥ ❜② ❤❛♥❞✳✳✳

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❙✉❣❣❡st✐♦♥ ✿ ❇r❡❛❦ ✐t s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② ✦

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❯♥t✐❧ ♥♦✇ ✿ P❧✉❣ ✐t ✐♥ ❜② ❤❛♥❞✳✳✳

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❙✉❣❣❡st✐♦♥ ✿ ❇r❡❛❦ ✐t s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② ✦

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❚❤❡ ▼♦❞❡❧ ■♥❣r❡❞✐❡♥ts ✿

↪ ❚❤r❡❡ ❣❡♥❡r❛t✐♦♥s ♦❢ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ◆❡✇ s❝❛❧❛r ✜❡❧❞ ❇r❡❛❦ s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② t❤❡ ❣❧♦❜❛❧ ✶ ✿ ✷ ❇♦♥✉s ✿ ❆ss✐❣♥ ❝❤❛r❣❡s s✉❝❤ t❤❛t

✶ ✐s st❛❜❧❡ ✶

✷ ✸

✷

✶ ❡✈❡♥ ✰✶ ✰✶ ✰✶ ❡✈❡♥ ✵

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❚❤❡ ▼♦❞❡❧ ■♥❣r❡❞✐❡♥ts ✿

↪ ❚❤r❡❡ ❣❡♥❡r❛t✐♦♥s ♦❢ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ↪ ◆❡✇ s❝❛❧❛r ✜❡❧❞ Σ ❇r❡❛❦ s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② t❤❡ ❣❧♦❜❛❧ ✶ ✿ ✷ ❇♦♥✉s ✿ ❆ss✐❣♥ ❝❤❛r❣❡s s✉❝❤ t❤❛t

✶ ✐s st❛❜❧❡ ✶

✷ ✸

✷

✶ ❡✈❡♥ ✰✶ ✰✶ ✰✶ ❡✈❡♥ ✵

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↪ ❚❤r❡❡ ❣❡♥❡r❛t✐♦♥s ♦❢ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ↪ ◆❡✇ s❝❛❧❛r ✜❡❧❞ Σ ↪ ❇r❡❛❦ s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② t❤❡ ❣❧♦❜❛❧ U(✶)l ✿ Σ = u + (S + iJ)/ √ ✷ ❇♦♥✉s ✿ ❆ss✐❣♥ ❝❤❛r❣❡s s✉❝❤ t❤❛t

✶ ✐s st❛❜❧❡ ✶

✷ ✸

✷

✶ ❡✈❡♥ ✰✶ ✰✶ ✰✶ ❡✈❡♥ ✵

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❚❤❡ ▼♦❞❡❧ ■♥❣r❡❞✐❡♥ts ✿

↪ ❚❤r❡❡ ❣❡♥❡r❛t✐♦♥s ♦❢ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ↪ ◆❡✇ s❝❛❧❛r ✜❡❧❞ Σ ↪ ❇r❡❛❦ s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② t❤❡ ❣❧♦❜❛❧ U(✶)l ✿ Σ = u + (S + iJ)/ √ ✷ ↪ ❇♦♥✉s ✿ ❆ss✐❣♥ ❝❤❛r❣❡s s✉❝❤ t❤❛t N✶ ✐s st❛❜❧❡ N✶ N+ = N✷+iN✸

√ ✷

L eR Σ Φ U(✶)l ❡✈❡♥ ✰✶ ✰✶ ✰✶ ❡✈❡♥ ✵

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

❚❤❡ ▼♦❞❡❧

L = LN + Ly ✇❤❡r❡ Ly = λabc ¯ Nc

+¯

LΦ + h.c. LN = −✷MR ¯ Nc

+N− − ✷ g++Σ❸ ¯

Nc

+N+ − ✷ g−−Σ ¯

Nc

−N− + h.c.

MM = ⎛ ⎜ ⎝ ✵ ✵ ✵ ✵ MR + uκR iu δR ✵ iu δR MR − uκR ⎞ ⎟ ⎠ κR ≡ g++ + g−− δR ≡ g++ − g−− MD = v ⎛ ⎜ ⎝ ✵ a ia ✵ b ib ✵ c ic ⎞ ⎟ ⎠ ❆t t❤❡ r❡♥✳ ❧❡✈❡❧ ✿ mν = mN✶ = ✵

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

❚❤❡ ▼♦❞❡❧ ■♥❣r❡❞✐❡♥ts ✿

↪ ❚❤r❡❡ ❣❡♥❡r❛t✐♦♥s ♦❢ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ↪ ◆❡✇ s❝❛❧❛r ✜❡❧❞ Σ ↪ ❇r❡❛❦ s♣♦♥t❛♥❡♦✉s❧② t❤❡ ❣❧♦❜❛❧ U(✶)l ✿ Σ = u + (S + iJ)/ √ ✷ ↪ ❇♦♥✉s ✿ ❆ss✐❣♥ ❝❤❛r❣❡s s✉❝❤ t❤❛t N✶ ✐s st❛❜❧❡ ↪ ❲r✐t❡ ❛❧❧ ❞✐♠❡♥s✐♦♥ ✺ ♦♣❡r❛t♦rs ♣r❡s❡r✈✐♥❣ U(✶)l ✿ ▼❛ss s❝❛❧❡ Λ ♦❢ s♦♠❡ ❯❱ ❝♦♠♣❧❡t✐♦♥ s❡❝t♦r

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

❚❤❡ ▼♦❞❡❧

L = LN + Ly +L✺ L✺ = −✷c✶✶ (Σ❸)

✷

Λ ¯ Nc

✶N✶ − ch

Σ❸ Λ ¯ Nc

+(L¯

Φ) + h.c., MM = ⎛ ⎜ ⎝ g✶✶ u

Λ

✵ ✵ ✵ MR + uκR iu δR ✵ iu δR MR − uκR ⎞ ⎟ ⎠ κR ≡ g++ + g−− δR ≡ g++ − g−− MD = v ⎛ ⎜ ⎝ ✵ a ia +δa ✵ b ib +δb ✵ c ic +δc ⎞ ⎟ ⎠ δh = ⎛ ⎜ ⎝ δa δb δc ⎞ ⎟ ⎠ = ch u

Λ

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

❉❛r❦ ▼❛tt❡r ❙❡❝t♦r

■♥ t❤✐s s❡t ✉♣ ✿ N✶ N+ = N✷+iN✸

√ ✷

L eR Σ Φ U(✶)l ❡✈❡♥ ✰✶ ✰✶ ✰✶ ❡✈❡♥ ✵ N✶ ✐s st❛❜❧❡ ✿ ❞❛r❦ ♠❛tt❡r ❝❛♥❞✐❞❛t❡ Pr♦❞✉❝t✐♦♥ ♠❡❝❤❛♥✐s♠ ✿ S → N✶N✶ ✭❋r❡❡③❡ ■♥ ❙❝❡♥❛r✐♦✮ ❘❡❧✐❝ ❞❡♥s✐t② r❡❛❝❤❡❞ ❢♦r (u Λ)

✷ mN✶

mS ≈ ✸ × ✶✵−✷✹

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

P❛r❛♠❡t❡r ❙♣❛❝❡

❘❡❧✐❝ ❞❡♥s✐t② ✿ u Λ ≈ ✺.✺ × ✶✵−✶✵ ( mS ✶✵✵▼❡❱)

✶/✷

( ❦❡❱ mN✶ )

✶/✷

❉❛r❦ ♠❛tt❡r ♠❛ss ✿ mN✶ ≡ u✷ Λ ✭s❡t c✶✶ = ✶✮ u ≈ ✶.✽ ❚❡❱ (mN✶ ❦❡❱ )

✸/✷

(✶✵✵▼❡❱ mS )

✶/✷

Λ ≈ ✸.✸ × ✶✵✶✷ ●❡❱ (mN✶ ❦❡❱ )

✷

(✶✵✵▼❡❱ mS )

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

◆❡✉tr✐♥♦ ♠❛ss❡s

P❛r❛♠❡t❡rs ❡♥t❡r✐♥❣ t❤❡ s❡❡s❛✇ ✿ g−−✱ ch✱ MR✱ h✵ ch h✵ ≈ ✸.✼ × ✶✵−✼ ( MR

• ❡❱)(mN✶

❦❡❱ )

✶/✷

(✶✵✵▼❡❱ mS )

✶/✷

g−− c✷

h

≈ ✷.✻ × ✶✵−✼ ( mS ✶✵✵▼❡❱)

✸/✷

( ❦❡❱ mN✶ )

✺/✷

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

▲❡♣t♦♥ ❋❧❛✈♦✉r ❱✐♦❧❛t✐♦♥

▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ ❜② ❝♦♥str✉❝t✐♦♥ s✐③❛❜❧❡ ❧❡♣t♦♥ ✢❛✈♦✉r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

♦❜s❡r✈❛❜❧❡ ❝♦♥✈❡rs✐♦♥ ❙❤♦rt ❧✐✈❡❞ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❛❝❝❡ss✐❜❧❡ t♦ ❞❡t❡❝t✐♦♥

❯♥❞❡r❧②✐♥❣ ❧❡♣t♦♥✐❝ s②♠♠❡tr② s♠❛❧❧ ♥❡✉tr✐♥♦ ♠❛ss❡s✱ s♠❛❧❧ ❧❡♣t♦♥ ♥✉♠❜❡r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

◆♦ ❝♦♥str❛✐♥t ❢r♦♠ ❞♦✉❜❧❡ ❞❡❝❛②✳✳✳

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

▲❡♣t♦♥ ❋❧❛✈♦✉r ❱✐♦❧❛t✐♦♥

▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ ❜② ❝♦♥str✉❝t✐♦♥ ↪ s✐③❛❜❧❡ ❧❡♣t♦♥ ✢❛✈♦✉r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

♦❜s❡r✈❛❜❧❡ ❝♦♥✈❡rs✐♦♥ ❙❤♦rt ❧✐✈❡❞ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❛❝❝❡ss✐❜❧❡ t♦ ❞❡t❡❝t✐♦♥

❯♥❞❡r❧②✐♥❣ ❧❡♣t♦♥✐❝ s②♠♠❡tr② s♠❛❧❧ ♥❡✉tr✐♥♦ ♠❛ss❡s✱ s♠❛❧❧ ❧❡♣t♦♥ ♥✉♠❜❡r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

◆♦ ❝♦♥str❛✐♥t ❢r♦♠ ❞♦✉❜❧❡ ❞❡❝❛②✳✳✳

▲✳ ❍❡✉rt✐❡r P❛r✐s✱ ◆♦✈ ✷✵✶✻

▲❡♣t♦♥ ❋❧❛✈♦✉r ❱✐♦❧❛t✐♦♥

▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ ❜② ❝♦♥str✉❝t✐♦♥ ↪ s✐③❛❜❧❡ ❧❡♣t♦♥ ✢❛✈♦✉r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

→ ♦❜s❡r✈❛❜❧❡ µ → eγ ❝♦♥✈❡rs✐♦♥ ❙❤♦rt ❧✐✈❡❞ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❛❝❝❡ss✐❜❧❡ t♦ ❞❡t❡❝t✐♦♥

❯♥❞❡r❧②✐♥❣ ❧❡♣t♦♥✐❝ s②♠♠❡tr② s♠❛❧❧ ♥❡✉tr✐♥♦ ♠❛ss❡s✱ s♠❛❧❧ ❧❡♣t♦♥ ♥✉♠❜❡r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

◆♦ ❝♦♥str❛✐♥t ❢r♦♠ ❞♦✉❜❧❡ ❞❡❝❛②✳✳✳

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▲❡♣t♦♥ ❋❧❛✈♦✉r ❱✐♦❧❛t✐♦♥

▲❛r❣❡ ❨✉❦❛✇❛s ❛❧❧♦✇❡❞ ❜② ❝♦♥str✉❝t✐♦♥ ↪ s✐③❛❜❧❡ ❧❡♣t♦♥ ✢❛✈♦✉r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

→ ♦❜s❡r✈❛❜❧❡ µ → eγ → µ → e ❝♦♥✈❡rs✐♦♥ ❙❤♦rt ❧✐✈❡❞ ❘❍ ♥❡✉tr✐♥♦s ❛❝❝❡ss✐❜❧❡ t♦ ❞❡t❡❝t✐♦♥

❯♥❞❡r❧②✐♥❣ ❧❡♣t♦♥✐❝ s②♠♠❡tr② s♠❛❧❧ ♥❡✉tr✐♥♦ ♠❛ss❡s✱ s♠❛❧❧ ❧❡♣t♦♥ ♥✉♠❜❡r ✈✐♦❧❛t✐♦♥

◆♦ ❝♦♥str❛✐♥t ❢r♦♠ ❞♦✉❜❧❡ ❞❡❝❛②✳✳✳

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Rμ→e< 10-18

• Rμ→e> 10-18

■ Rμ→e> 6⨯10-17

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Rμ→e< 10-18

• Rμ→e> 10-18

■ Rμ→e> 6⨯10-17

1 10 100 1000 104 105 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 MR [GeV] |Ve2| 2

CHARM DELPHI SHiP FCC-ee ILC

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❙❝❛❧❛r ♣❤❡♥♦♠❡♥♦❧♦❣②

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❙✉♣❡r♥♦✈❛❡ ❇♦✉♥❞s

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❙❧✐❣❤t❧② t♦♦ ❤✐❣❤ ❝♦✉♣❧✐♥❣ gSνν → t♦♦ ♠✉❝❤ ❡♥❡r❣② ❧♦ss ❙✐❣♥✐✜❝❛♥t❧② t♦♦ ❤✐❣❤ ❝♦✉♣❧✐♥❣ gSνν → ❞❡❝❛② ♦r s❝❛tt❡r✐♥❣ ♦❢ t❤❡ s❝❛❧❛r ❜❛❝❦ ✐♥ t❤❡ ❝♦r❡ ✿ ♥♦ ❡♥❡r❣② ❧♦ss

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❙✉♣❡r♥♦✈❛❡ ❇♦✉♥❞s

❈♦♥str❛✐♥t ❢r♦♠ ❙◆✶✾✽✼❛ ✿ L ≲ ✺ × ✶✵✺✷❡r❣✴s

−6 −5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 −10 −8 −6 −4 −2

log10[mS/MeV] log10[gαβ] H gee H geµ H gµµ

−6 −5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 −10 −8 −6 −4 −2

log10[mS/MeV] log10[gαβ] H gee H geµ

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■♥ ♦✉r ♠♦❞❡❧ ✿

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Rμ→e< 10-18

• Rμ→e> 10-18

■ Rμ→e> 6⨯10-17

10-2 0.1 1 10-17 10-16 10-15 10-14 10-13 10-12 10-11 mS [GeV] (Y S)ee

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