The LSND/MiniBooNe excess events and heavy neutrino from muon and kaon decays
最近的研究表明，LSND和MiniBooNE中微子实验观测到的令人困惑的过剩事件可以解释为重无菌中微子（$ν_h$）辐射衰变的信号，其质量为40~80 MeV，μ子混合强度为$\mix \simeq 10^{-3} - 10^{-2}$，寿命为$10^{-11} < τ_h < 10^{-9}$ s。我们讨论了从最近的μ子精密测量中得到的$\mix$的界限，并表明它们与上述界限是一致的。如果$ν_h$存在，它在普通μ子或K介子衰变中的混合物将分别产生衰变链$\muhd$或$\khd$。我们提出了一个新的实验，这些过程中的$μ$和$K$衰变在休息允许明确确认或排除存在的$ν_h$的敏感搜索。据我们所知，还没有实验专门寻找大量中微子从粒子衰变的辐射衰变的签名，在这项工作中提出的。搜索是补充目前的实验努力，以澄清LSND和MiniBooNE异常的起源。
2011-05-06 hep-ex hep-ph
Muon lifetime dependent effects in MiniBooNE and LSND
我们认为，因为源探测器的距离为1.8微秒（自然单位）的MiniBooNE是可比的μ子寿命为2.2微秒，因为时间膨胀效应被消灭在光束停止，戈德曼纠缠的中微子导致迄今为止未被怀疑的解释后果。我们发现，一个独特的可能性存在，其中LSND样的实验没有看到CP破坏，而MiniBooNE样的设置再现的LSND结果的$\barν_μ$，$\barν_e$振荡，而只看到一个显着抑制信号的$ν_μ$，$ν_e$振荡。我们还讨论了另一种情况。这也表明，如果不考虑戈德曼纠缠，就不应该比较LSND实验和MiniBooNE实验。
2018-06-01 hep-ex hep-ph nucl-th
Measurement of Muon Neutrino Quasi-Elastic Scattering on Carbon
对中微子振荡的观测是物理学超越标准模型的明确证据。为了精确测量这种现象，包括MiniBooNE在内的中微子振荡实验需要精确描述中微子带电电流准弹性（CCQE）截面，以预测信号样本。MiniBooNE使用μ子中微子CCQE事件的高统计样本，发现一个简单的费米气体模型，经过适当的调整，准确地描述了在碳基探测器中观察到的CCQE事件。提取的参数包括一个有效轴向质量M_A^eff = 1.23+/-0.20 GeV，它描述了核子轴向矢量形状因子与四动量的依赖关系;以及一个保利抑制参数kappa = 1.019+/-0.011。这样一个修正的费米气体模型也可以用于未来的基于加速器的实验，测量核目标上的中微子振荡。
2008-01-25 hep-ex nucl-ex
Charged Current Quasi-Elastic Cross Section Measurements in MiniBooNE
中微子诱导的荷电准弹性（CCQE，$ν_l+n\to l^-+p$或$\barν_l+p\to l^++n$）相互作用是1 GeV附近最丰富的相互作用，是研究中微子振荡最基本的通道。最近，MiniBooNE发表了碳原子上的μ子中微子和μ子反中微子双微分截面。在这篇评论中，我们描述了这些分析的细节，并包括一些历史性的评论。
2014-04-25 hep-ex
CCpi0 Event Reconstruction at MiniBooNE
我们描述了一个拟合重建$ν_μ$诱导的带电电流单$π^0$（CC $π^0$）事件在石油切伦科夫探测器（CH $_2$）的发展。这些事件是适合使用一个通用的μ子和双光子扩展轨道假设从一个共同的事件顶点。介绍了环发现和粒子识别的发展。数据和蒙特卡罗之间的比较提出了一些运动学分布。
2009-09-07 hep-ex nucl-ex
$B \to K ν\barν$, MiniBooNE and muon $g-2$ anomalies from a dark sector
本文提出一个包含暗标量、惰性 Dirac 中微子与 Higgs portal 的模型，解释了 Belle II 的 $B^+ \ o K^+ν\arν$、MiniBooNE 及缪子 $g-2$ 反常，并预测了稀有 kaon 和其他 $B$ 介子衰变。
2024-01-15 hep-ex hep-ph
A Dark Seesaw Solution to Low Energy Anomalies: MiniBooNE, the muon $(g-2)$, and BaBar
MiniBooNE的最新更新加强了观察到的$e$样事件的$4.8σ$过量。基于这一点和其他与标准模型预测的显著偏差，如μ子$(g-2)$，我们提出了一个通过暗中微子扇区来解决低能异常的方法。该模型是可重整化的，也可以解释轻中微子质量的异常自由和黑暗的$U(1)^\prime$规范对称性破缺的GeV尺度。大的动力学混合导致重中性轻子在$e^+e^-$对撞机，在那里我们指出并解释了$\gtrsim 2σ$过剩观察到的BaBar超光速数据的s-通道生产。我们的模型也是兼容的异常$e$，在旧的加速器实验中看到的类似事件，以及在CCFR观察到的双顶点签名过剩。
2021-07-31 hep-ex hep-ph
Latest Results from the MiniBooNE Experiment and Updated Oscillation Sensitivity
中微子振荡已经在太阳和大气中微子中建立，但是来自LSND实验的第三个信号与三个标准模型中微子不相容。MiniBooNE实验可以证实或反驳1E21质子在靶上的LSND振荡信号。μ介子中微子分析和更新的振荡灵敏度的初步结果。
2004-06-17 hep-ex
Search for Muon Neutrino Disappearance in a Short-Baseline Accelerator Neutrino Beam
我们报告了一个搜索的μ介子中微子消失在$Δm^{2}$区域的0.5-40 $eV^2$使用的数据从SciBooNE和MiniBooNE实验。SciBooNE数据提供了对中微子通量的约束，因此使用两个探测器对$ν_μ$消失的灵敏度优于仅使用MiniBooNE。联合$ν_μ$消失搜索的初步灵敏度。
2010-10-27 hep-ex
MiniBooNE: the Booster Neutrino Experiment
费米实验室的助推中微子实验正准备寻找μ子到电子的中微子振荡。该实验旨在对LSND的中微子振荡证据做出结论性声明。根据LSND和KARMEN的现有结果，对实验前景进行了展望。
1999-06-01 hep-ex
Two-Higgs doublet solution to the LSND, MiniBooNE and muon $g-2$ anomalies
我们证明了标准模型的最简单的扩展之一，添加第二个希格斯双重态，当与暗扇区单重态标量相结合时，允许我们：$i)$解释了液体闪烁中微子探测器（LSND）和MiniBooNE（MB）中长期存在的异常，同时保持与卡门的零结果的兼容性，$ii)$在此过程中获得了通往暗区的门户，和$iii)$可以很好地解释μ子$g-2$的观测值。三个单态中微子可以通过I型跷跷板来理解所观察到的中微子质量平方差，其中两个较轻的状态参与了LSND和MB的相互作用。在这两个实验中，我们获得了非常好的拟合能量和角分布。我们解释这里提出的解决方案的功能，并讨论我们的模型必须满足的约束条件。我们还提到了未来对其颗粒含量进行测试的前景。
2021-09-24 hep-ex hep-ph
Observation of the Muon Inner Bremsstrahlung at LEP1
本文研究了LEP 1双μ子事例中在DELPHI主跟踪器（TPC）前转换的μ子韧致辐射光子在两个光子运动学范围内的变化：0.2 < E_gamma <= 1GeV和相对于母μ子的横向动量p_T < 40 MeV/c，以及1 < E_gamma <= 10 GeV和p_T < 80 MeV/c。我们发现，观测到的光子速率与QED对μ介子内韧致辐射的预测非常吻合，这与最近在强子Z^0衰变中观测到的反常软光子过剩相反。在0.2 < E_gamma <= 1GeV的光子能量范围内，观测到的信号与预测的μ子韧致辐射的比值为1.06 +/- 0.12 +/- 0.07，在1 < E_gamma <= 10 GeV的光子能量范围内，观测到的信号与预测的μ子韧致辐射的比值为1.04 +/- 0.09 +/- 0.12。首次在LEP的直接光子产生中观察到韧致辐射死锥。
2009-01-28 hep-ex
Status of MiniBooNE
MiniBooNE是费米实验室正在进行的一项中微子振荡实验。该实验将寻找μ子中微子到电子的中微子振荡，以便对LSND实验提供的尚未证实的振荡证据做出结论性声明。2002年夏天，开始运行的准备工作已经完成，MiniBooNE在8月下旬观测到了它的第一次中微子事件。
2002-10-08 hep-ex
MiniBooNE
简要介绍了费米实验室助推中微子实验的物理动机、设计和现状。特别强调的是正在进行的准备工作，需要MiniBooNE μ子中微子电子中微子振荡外观搜索。这项研究的目的是以一种明确和独立的方式证实或反驳LSND实验报告的中微子振荡的证据。
2006-02-07 hep-ex
Potential for Supernova Neutrino Detection in MiniBooNE
费米实验室的MiniBooNE探测器设计用于搜索$E_ν\sim 1 {\rm GeV}$上的$ν_μ\to ν_e$振荡现象，并对LSND信号进行决定性测试。主探测器（在否决盾内）是一个球形体积，含有0.680千吨矿物油。通过1280个光电管观察，该内部体积主要是切伦科夫介质，因为闪烁产额很低。整个探测器位于3米厚的覆盖层下。虽然探测器不是最佳的低能量（几十兆电子伏）的事件，和宇宙射线μ子率高（10 kHz），我们表明，MiniBooNE可以作为一个有用的超新星中微子探测器。简单的光子级切割可以大大减少宇宙射线μ子的背景。对于一颗10千秒差距的典型银河系超新星，大约会探测到190颗$\barν_e + p \to e^+ + n$超新星事件。通过将MiniBooNE添加到超新星探测器的国际网络中，超新星被错过的可能性将降低。此外，MiniBooNE和其他探测器的超新星中微子通过地球的路径将是不同的，从而允许测试物质对中微子信号的混合效应。
2002-07-12 astro-ph hep-ex hep-ph
The MiniBooNE Detector
MiniBooNE中微子探测器的设计和建造是为了在LSND实验报告信号的混合参数空间区域中寻找μ子中微子到电子中微子振荡。MiniBooNE实验使用的光束能量和基线比LSND大一个数量级，因此背景和系统误差将完全不同。本文详细介绍了MiniBooNE探测器的设计、功能和性能。
2008-06-25 hep-ex physics.ins-det
Charged Current Quasi-Elastic Interactions at MiniBooNE Confront Cross Section Monte Carlos
中微子振荡已经在太阳和大气中微子中建立，但是来自LSND实验的第三个信号与三个标准模型中微子不相容。MiniBooNE实验可以用靶上的1E21质子证实或反驳LSND信号。在研究振荡结果的同时，MiniBooNE将在0至2 GeV范围内积累超过1E6的中微子相互作用，这将大大增加世界对该能量范围内中微子截面的了解。MiniBooNE μ介子中微子带电电流准弹性分析的初步结果，并比较NUANCE，NEUT，和NEUGEN截面蒙特卡洛。
2004-08-08 hep-ex
LSND and MiniBooNE as guideposts to understanding the muon $g-2$ results and the CDF II $W$ mass measurement
最近，一些实验观察到的结果与标准模型（SM）的预测存在重大冲突。两个中微子实验，LSND和MiniBooNE（MB）已经报道了超过背景的电子信号。布鲁克海文和费米实验室的μ介子$g-2$合作都测量了这个参数的值，虽然彼此一致，但与SM相冲突。最近，CDF II合作报告了对$W$ -玻色子质量的精确测量，这与SM预测强烈冲突。寻找可能构成这四种反常现象的新物理学是值得的。在这样的探索中，中微子实验可以发挥至关重要的作用，因为一旦找到了这些异常的共同解决方案，LSND和MB，由于其高度限制性的要求和观察到的最终状态，有助于大大缩小新物理学可能性的多样性，否则会对$W$质量和μ子$g-2$差异开放。根据这一点，早期的工作表明，LSND，MB和μ子$g-2$的结果可以理解的范围内的标量扩展的SM，其中包括第二个希格斯偶极子和暗扇区单线。我们发现，相同的模型导致的贡献的$W$质量是一致的，与最近的CDF II测量。LSND、MB拟合和μ子$g-2$结果有助于确定模型中轻标量的质量，而斜参数$S$和$T$的计算则确定了较重赝标量和带电希格斯玻色子的允许质量范围以及有效温伯格角及其新范围。
2022-09-22 hep-ex hep-ph
Neutral Current Pi0 Interactions at MiniBooNE
MiniBooNE，费米实验室的迷你助推中微子实验，将在μ子中微子束中寻找电子中微子的出现，并在此过程中将在0-2 GeV能量范围内积累比过去所有实验更多的中微子相互作用。这项工作提出了在MiniBooNE中性电流pi 0分析的初步结果，与NUANCE，NEUGEN和NEUT中微子截面Monte Carlos的比较。并将这三个蒙特卡罗模拟与2002年9月至2003年9月的MiniBooNE数据进行了比较。
2004-08-06 hep-ex
Testing CCQE and 2p2h models in the NEUT neutrino interaction generator with published datasets from the MiniBooNE and MINERvA experiments
MiniBooNE大轴向质量异常引起了近年来关于复杂的荷电准弹性中微子相互作用模型的大量理论研究。作为T2K能量下的主要相互作用模式，以及振荡分析中的信号过程，T2K实验在T2K分析中包括现实的CCQE截面不确定性是重要的。为此，T2K的中微子相互作用工作组已经在NEUT（T2K的主要中微子相互作用事件发生器）中实现了一些最新的模型。在本文中，我们给出了实施的模型的概述，并提出适合发表的μ子中微子和μ子反中微子CCQE截面测量MiniBooNE和MINERvA实验。拟合的结果用于为未来的T2K分析选择默认截面模型，并约束模型的截面不确定性。我们发现一个模型组成的修改后的相对论性费米气体模型和多核子相互作用最一致地描述了现有的数据。
2016-01-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
The extended-track reconstruction for MiniBooNE
助推器中微子实验（MiniBooNE）利用FNAL助推器同步加速器产生的~1 GeV中微子束来研究μ子中微子到电子的中微子振荡。排列在MiniBooNE探测器上的光电倍增管（PMT）阵列记录了中微子相互作用中产生的带电粒子的切伦科夫和闪烁光子。我们描述了一个极大似然拟合算法用于重建这些粒子的基本属性（位置，方向，能量）的电荷和时间测量的光电倍增管。从拟合事件返回到不同的粒子假设的可能性被用来将其归类为信号电子中微子事件或作为背景μ子中微子过程之一，特别是带电电流准弹性散射和中性电流$π^0$生产。这里描述的重建和事件选择技术可以应用于当前和未来的中微子实验，使用类似的切伦科夫为基础的检测。
2009-08-15 hep-ex physics.ins-det
A sterile neutrino at MiniBooNE and IceCube
我们讨论的可能性，约50兆电子伏的质量稍微混合的μ子味的无菌中微子可能是MiniBooNE异常的起源。我们表明，它的生产在大气中的一小部分的K介子衰变将意味着过剩的包含阵雨在冰立方从下行和近水平方向。
2014-02-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Hidden Sectors with a muon beam: Total and differential cross-sections for vector boson production in muon bremsstrahlung
矢量玻色子，如暗光子$A'$或$Z'$，可以耦合到μ子，并在韧致辐射反应$μ^- + N \rightarrow μ^- + N + A'(Z')$中产生。它们可能随后的不可见衰变可以在固定目标实验中通过丢失的能量/动量特征来检测。在这样的实验中，不仅能量转移到$A'(Z')$是重要的，而且反冲μ介子角$ψ_{μ'}$也是重要的。在本文中，我们推导了总的和双微分截面在这个过程中使用相空间Weiszäcker-Williams和改进的Weiszäcker-Williams近似，以及使用精确的树级计算。作为一个例子，我们比较派生的截面和由此产生的信号产率在NA 64 $μ$实验，使用160 GeV的μ子束在欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器。我们还讨论了它对NA 64 $μ$预期灵敏度的影响，以探索具有$Z'$玻色子的$(g-2)_μ$异常有利区域，考虑靶上积累的$10^{12}$ μ子。
2021-08-05 hep-ex hep-ph
MiniBooNE Status
MiniBooNE，费米实验室的迷你助推器中微子实验，将证实或反驳洛斯阿拉莫斯国家实验室的液体闪烁中微子探测器（LSND）实验所看到的中微子振荡信号的存在。该实验将在μ子中微子束中寻找电子中微子的出现。这项工作提出了初步的结果，从第一轮的分析带电电流准弹性事件，中性电流的事件，中性电流弹性事件。中微子振荡分析没有在这项工作中提出，这是一个盲目的分析，将不会提出，直到完整的数据集已经收集。
2004-08-04 hep-ex
MiniBooNE and MicroBooNE Combined Fit to a 3+1 Sterile Neutrino Scenario
这封信介绍了MiniBooNE实验在一个完整的“3+1”方案中的结果，其中一个无菌中微子被引入到三个活性中微子的图片中。除了在短基线处出现电子中微子外，这种情况还允许增强中微子束中的μ子中微子和电子中微子通量消失，这是MicroBooNE实验所共有的。我们提出了3+1拟合的MiniBooNE电子（反）中微子和μ子（反）中微子数据单独，并结合MicroBooNE电子中微子数据。采用排他性CCQE分析（包含性分析）的组合拟合的最佳拟合参数为$Δm^2 = 0.29 eV^2 (0.33 eV^2)$、$|U_{e4}|^2 = 0.016 (0.500)$、$|U_{μ4}|^2 = 0.500 (0.500)$和$\sin^2(2θ_{μe})=0.0316 (1.0)$。将无振荡情景与3+1模型进行比较，数据更倾向于具有$Δχ^2/\text{dof} = 24.7 / 3 (17.3 / 3)$的3+1模型，这是假设Wilks定理给出的渐近近似的$4.3σ(3.4σ)$偏好。
2022-09-09 hep-ex hep-ph nucl-ex
Charged-Current Interaction Measurements in MiniBooNE
中微子振荡是物理学中唯一已知的超越标准模型的现象。为了研究这一现象，对低能中微子散射（200<E<2000 MeV）的理解是高能物理学家的关键任务。在这个能量区域，带电电流准弹性（CCQE）中微子相互作用是主导过程，实验需要一个精确的模型来预测信号样本。MiniBooNE使用μ子中微子CCQE事件的高统计样本，发现一个简单的费米气体模型，经过适当的调整，准确地描述了碳上的CCQE事件。提取的参数包括有效轴向质量，MA=1.23 +- 0.20 GeV，和保利阻塞参数，kappa = 1.019 +- 0.011。
2007-09-27 hep-ex
Muon-neutrino-induced charged current pion production on nuclei
[背景] T2 K、NOvA或计划中的深地中微子实验（DUNE）等长基线实验需要对中微子-核反应中的完整事件进行理论描述。由于使用核靶，这需要对中微子-核相互作用有很好的理解。[目的] π介子产生是中微子-核相互作用的主要反应通道之一。本文旨在对MiniBooNE实验、T2 K近探测器实验和MINERvA实验中的所有带电电流带电π介子产生数据进行一致性观察。[方法]通过核子共振激发（包括背景项）和深度非弹性散射处理π介子的产生。在量子动力学输运理论的Giessen-Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（GiBUU）实现中描述了所产生的π介子的终态相互作用。[结果]给出了MiniBooNE、T2 K近探测器实验和MINERvA实验的结果。虽然MiniBooNE的理论结果在形状和大小上都与数据不同，但它们与T2 K和MINERvA数据的一致性对于所有的π介子和轻子观测值都是好的。π介子谱的预测显示为MicroBooNE和NOvA。【结论】基于轻子-核相互作用的GiBUU模型，可以对T2 K ND和MINERvA实验的CC带电π介子产生数据进行一致的、良好的理论描述，而不需要任何参数调整。MiniBooNE数据无法复制。
2017-07-18 hep-ex hep-ph nucl-ex
Shedding light on the MiniBoone Excess with Searches at the LHC
本文提出利用LHC上W玻色子衰变产生的高能中微子研究可解释MiniBooNE超额的暗中微子模型，并展示Run 2及HL-LHC搜索对相关参数空间的独特探测能力。
2024-04-30 hep-ex hep-ph
Sterile neutrino decay as a common origin for LSND/MiniBooNe and T2K excess events
我们指出，最近由T2K合作组观测到的类电子中微子事件的过剩可能与LSND和MiniBooNE实验所报道的类似过剩事件有共同的起源，并被解释为μ中微子中性流（NC）相互作用中产生的质量约为50 MeV的无菌中微子ν_h的辐射衰变信号.本文假设τ中微子NC反应也能产生ν_h。
2012-02-28 hep-ex hep-ph
Understanding the MiniBooNE and the muon and electron $g-2$ anomalies with a light $Z'$ and a second Higgs doublet
标准模型（SM）的两个最广泛研究的扩展是$a)$-在现有规范群上增加了一个新的$U(1)$对称性，以及$b)$-扩展其标量扇区以包含第二个希格斯偶极子。我们表明，当结合起来，它们使我们能够理解在MiniBooNE（MB）实验中看到的类电子事件过剩，以及解释所观察到的μ子磁矩的异常值。一个轻的$Z'$与另外一个耦合到重子和暗扇区的$U(1)$相关联，与轻子的味非普适耦合，再加上第二个希格斯双重态，能够解释MB过量。$Z'$的质量来自于一个暗单态标量，它与两个希格斯二重态混合。选择基准参数值，我们表明，$U(1)_{B-3L_τ}$，这是无异常的，和$U(1)_B$，都提供（现象学）同样好的解决方案的过剩。我们还指出了其他（无异常）$U(1)$的选择，可能是可能的参数空间的更充分的探索。我们得到了很好的匹配的能量和角分布的中微子和反中微子在MB。扩展的希格斯扇区有两个轻CP偶标量，$h'$和$H$，它们的质量和耦合是这样的，原则上，都有助于解释MB过剩以及目前观测到的μ子和电子$g-2$的值。我们讨论了我们的模型以及未来的测试的限制。我们的工作强调了光标量在理解当今低能异常中可能发挥的作用。它还指出了可能存在通往暗区的入口，即，一个轻规范玻色子场$(Z')$和一个与活动中微子混合的暗中微子，以及一个与扩展的希格斯扇区混合的暗扇区光标量。
2021-01-08 hep-ex hep-ph
Light dark matter in neutrino beams: production modelling and scattering signatures at MiniBooNE, T2K and SHiP
分析了MiniBooNE、T2 K、SHiP、DUNE等中微子实验中产生的亚GeV轻暗物质的探测前景，提出了一个改进的产生模型，当暗物质通过暗光子或重子矢量介质耦合到强子态时，引入暗矢量的韧致辐射。除了弹性散射，我们还研究签名的光暗物质经历深非弹性或准弹性NC $π^0$ -类散射的检测器产生中性π介子，这对于某些实验可能提供最佳的灵敏度。一个广泛的附录提供了一个公开可用的模拟工具{ \tt BdNMC}的文档，可以应用于确定隐藏的部门暗物质的生产和散射率在一系列质子固定目标实验。
2017-01-30 hep-ex hep-ph
Using Deep Learning Techniques to Search for the MiniBooNE Low Energy Excess in MicroBooNE with > 3$σ$ Sensitivity
本论文描述了一个分析开发的MicroBooNE实验研究的MiniBooNE探测器中观察到的异常过量的电子类事件。这里研究的假设是，MiniBooNE异常代表了电子中微子的出现。使用新型深度学习和标准算法技术的混合，该分析重建并识别了带电电流准弹性μ子中微子和电子中微子相互作用的高纯样本。本文描述了分析链中的步骤，并为每个步骤提供了数据与模拟的比较，以建立最终预测的信心。当在$νe$外观类似模型的背景下进行解释时，该分析预测了3.2 $σ$灵敏度，以排除标准模型波动，该标准模型波动将显示为MicroBooNE数据目标上的$7\times10^{20}$质子的MiniBooNE类似异常。
2020-10-26 hep-ex physics.data-an
Dark sector origin of the KOTO and MiniBooNE anomalies
我们提出了一个暗扇区模型，再现KOTO，MiniBooNE和μ子异常磁矩异常。暗区是由一个轻标量单线态$S$组成，它与一个稍重的惰性中微子有很大的耦合，惰性中微子与活性中微子混合。标量通过汤川耦合与标准模型费米子耦合，通过高维耦合与光子耦合。KOTO信号是企鹅变味过程$K_L \to π^0 S$的结果，随后是$S$衰变为中微子。在MiniBooNE的中微子-核散射中产生的无菌中微子衰变为活性中微子和$S$，后者以电磁方式衰变并在低能量下产生事件过剩。
2020-06-22 hep-ex hep-ph
New MiniBooNE Results
费米实验室的MiniBooNE实验旨在对中微子振荡的LSND证据进行确定性测试，最近报告了在μ子-中微子助推器束中寻找电子-中微子外观的第一个结果。在较高的能量下没有观察到显著的过量事件，但在较低的能量下观察到相当大的过量事件。在高能量下没有多余的能量，这使得MiniBooNE可以排除简单的双中微子振荡来解释LSND信号。然而，在较低的能量过剩目前是无法解释的。分析了费米实验室MiniBooNE探测器测量的NuMI束线中微子的新数据集。MiniBooNE中NuMI中微子相互作用的测量为离轴束概念提供了明确的原理证明，该概念计划用于未来的中微子实验，如T2 K和NOvA。此外，它补充了第一次振荡的结果，并将有助于确定是否较低的能量过剩是由于背景或新的物理。讨论了Booster束线低能过剩的再分析结果和NuMI束线中微子相互作用的测量结果。MiniBooNE在能量区域$200 < E_ν < 475$ MeV中观察到无法解释的过量$128.8 \pm 20.4 \pm 38.3$电子类事件。NuMI数据样本目前具有与$ν_{e}$事件相关的较大系统误差，但显示出过量的迹象。
2009-07-22 hep-ex
Impact of low-energy nuclear excitations on neutrino-nucleus scattering at MiniBooNE and T2K kinematics
[背景]中微子-核相互作用的数值模拟是实现当前和未来基于加速器的中微子振荡实验前所未有的精度目标的关键。[目的]将我们的荷电准弹性截面计算结果与MiniBooNE和T2 K测量结果进行对比，定量研究核结构效应，特别是低能核激发在前向μ子散射中的作用。[方法]该模型以平均场（MF）方法为出发点，采用Skyrme（SkE 2）核子-核子相互作用求解Hartree-Fock（HF）方程。长程核关联考虑通过连续随机相位近似（CRPA）框架。【结果】计算了$^{12}$ C的通量折叠双微分和通量展开总截面，并与MiniBooNE和（离轴）T2 K的测量结果进行了比较。我们讨论了低能核激发前仓的重要性。[结论] CRPA预测值较好地描述了测量截面的总体特征。他们低估了数据（中微子比反中微子情况下更多），因为在我们的模型中没有超出纯准弹性散射的过程。在非常向前的μ子散射，低能量的核激发（$ω< $ 50 MeV）占近50%的通量折叠截面。
2016-11-10 hep-ex hep-ph nucl-th
Comments on arXiv:1011.3046 "Muon Capture Constraints on Sterile Neutrino Properties"
最近有报道（McKeen，Pospelov，arXive：1011.3046），根据氢上的辐射μ子俘获（RMC）的测量，可以排除LSND、KARMEN和MiniBooNE实验中关于重中微子（$ν_h$）产生和辐射衰变的中微子振荡结果的参数区域。利用实验结果计算了$ν_h$和$ν_μ$的混合强度极限，发现它们与文献报道的极限基本不一致。对于质量为60 MeV的$ν_h$，我们的极限差了5倍，而对于90 MeV，它差了大约两个数量级。我们还注意到在低质量区域报告的极限曲线的错误行为。在RMC实验中的$ν_h$信号的精确的蒙特卡罗模拟的重要性被强调。我们的结论是，整个LSND-MiniBooNE参数区域不能被RMC测量排除。
2010-11-25 hep-ex hep-ph
Heavy neutrino decays at MiniBooNE
有人提出，一个m_h \approx为50 MeV的无菌中微子ν_h可能是LSND观测到的实验异常的起源。我们定义了一个特定的模型，也可以解释MiniBooNE过剩与其他中微子实验的数据一致（在TRIUMF，T2 K的辐射μ子捕获，或在NOMAD的单光子）。关键成分是（i）其长寿命（τ_h \approx 3- 7 x10 ^{-9} s），这引入了与事件能量的1/E依赖性，以及（ii）其狄拉克性质，这意味着光子最好与光束方向相反地发射，并进一步降低MiniBooNE的事件能量。结果表明，这些中微子主要是通过与原子核的电磁相互作用产生的，T2 K观测迫使BR（ν_h -> ν_τγ）\le = 0.01 \approx BR（ν_h -> ν_μγ）.这种情况意味着第二个无菌中微子ν_{h '}的存在，它比ν_h更轻，寿命更长，与标准味道的混合更少。由于这种粒子在空气簇射中通过（ν_h -> ν_{h '} γ）衰变大量产生，我们评论了它的光子介导的与物质的弹性相互作用可能在暗物质实验中引入的污染。
2014-02-03 hep-ex hep-ph
Decaying Sterile Neutrinos and the Short Baseline Oscillation Anomalies
MiniBooNE实验已经观察到，在源-探测器距离太短而与标准中微子振荡不兼容的情况下，μ介子中微子束中的电子中微子显著过量。对于这个信号，最直接的解释是标准模型中微子和一个新的、无菌的中微子之间的振荡，但从寻找μ子中微子消失的实验中得到的零结果并不支持这种解释。在这里，我们讨论了MiniBooNE数据的可能性，而不是解释一个无菌中微子，迅速衰减到活跃的中微子加上轻玻色子。二次中微子的味道组成是由不育中微子混合角，我们表明，数据是最好的解释，如果不育中微子主要与电子中微子混合。无菌中微子的质量的优选范围在100 eV和1 keV之间。我们认为，该模型可以很容易地满足宇宙学约束，因为它有“秘密相互作用”机制内置。除了MiniBooNE异常之外，LSND、反应堆和镓异常也是可能的，但在这种情况下，模型需要扩展以避免宇宙学限制。
2020-06-15 hep-ex hep-ph
Simulation of Dark Bremsstrahlung in GEANT4
本文介绍了一种模拟GEANT 4中电子和μ子暗韧致辐射的方法。总的截面是使用Weizsäcker-Williams近似计算的，而传出的运动学是通过将MadGraph/MadEvent中产生的事件缩放到较低的入射轻子能量来产生的，从而使模拟能够考虑没有固定能量的厚目标和轻子源。与在任意粒子能量下产生的专用样品相比，实现了优于5%的典型精度。
2023-02-01 hep-ex hep-ph
Low Mass WIMP Searches with a Neutrino Experiment: A Proposal for Further MiniBooNE Running
一项提交给FNAL PAC的建议描述了在MiniBooNE寻找轻亚GeV WIMP暗物质。引导光束通过目标并进入吸收体的可能性导致中微子背景的显着减少，从而允许在检测器中灵敏地搜索WIMP从核子或电子的弹性散射。涉及矢量介质的暗物质模型可以在与所需的热遗迹密度一致的参数区域中进行探测，并且该参数区域与这些模型可以解决μ子g-2差异的区域重叠。估计信号的显着性提出了各种操作模式和参数点。将MiniBooNE应用于轻WIMP搜索的实验方法也可能适用于其他中微子设施。
2012-11-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for exotic transitions of muon neutrinos to electron neutrinos with MINOS
中微子味跃迁的三味中微子振荡现象被认为是味跃迁的主要机制。LSND、MiniBooNE和反应堆实验的现有数据表明，异常可能是非标准中微子现象的迹象。MINOS可以探测从μ子中微子到电子中微子的跃迁，并寻找标准模型中微子振荡无法解释的异常行为。在这里，我们提出的搜索二阶效应的味道过渡通过分析MINOS $ν_μ\to ν_e$通道。
2015-10-31 hep-ex physics.ins-det
CCQE, 2p2h excitations and ν-energy reconstruction
我们使用一个理论模型分析了MiniBooNE μ子中微子CCQE类dσ/dT μ/dcosθ μ数据，该模型包括RPA关联和2 p2 h（多核子）机制。这些修正对数据的描述是必不可少的。我们发现MiniBooNE CCQE类数据与以前对核子轴向质量M_A ~ 1.05 GeV的测定完全一致。这与以前的几个分析形成鲜明对比，其中M_A ~ 1.4 GeV的值非常大。我们还表明，由于多核子机制的影响，用于重建中微子能量的算法是不够的，当处理准弹性类事件。最后，我们分析了MiniBooNE展开截面，并表明它表现出低（高）能中微子的过量（赤字），这是忽略2 p2 h机制的展开过程的人为产物。
2013-04-03 hep-ex hep-ph nucl-th
Heavy neutral leptons below the kaon mass at hodoscopic detectors
低于K介子质量的重中性轻子（$N$）受到宇宙学和基于实验室的飞行衰变研究的严重限制。如果$N$通过一个额外的力相互作用，那么$N\toνe^+e^-$的衰变就会增强，宇宙学极限就可以避免。我们表明，T2 K和MicroBooNE中微子实验提供了最好的限制混合的$N$与μ子中微子，优于过去一代的实验，以前认为占主导地位。我们用电磁衰减和长寿命的$N$来约束模型，例如在过渡磁矩门户和亲轻子类轴子粒子门户中，用来解释MiniBooNE过剩。通过考虑这些模型作为代表性的例子，我们的研究结果表明，MiniBooNE过量的解释，涉及$e^+e^-$对从长寿命的粒子是在紧张与T2 K，PS191，和MicroBooNE数据。类似地，这些搜索也限制了基于单光子的MiniBooNE解释，这是由于通过虚拟光子的相关$e^+e^-$衰变模式。
2022-03-22 hep-ex hep-ph
First Measurement of Monoenergetic Muon Neutrino Charged Current Interactions
我们首次测量了单能μ子中微子带电电流相互作用。MiniBooNE已经在NuMI光束线吸收器上分离出236 MeV的μ介子中微子事件，这些事件源自带电的K介子静止衰变（$K^+ \rightarrow μ^+ ν_μ$）。这些信号$ν_μ$ -碳事件主要是从π介子衰变飞行$ν_μ$和$\overlineν_μ$背景产生的目标站和衰变管使用它们的到达时间和重建的μ子能量。信号观察的显著性在3.9 $σ$水平。提取了这些事件的μ子动能、中微子-核能量转移（$ω=E_ν-E_μ$）和总截面。这个结果是第一个已知能量的、仅弱相互作用的原子核探测器，它使用中微子测量了$ω$，到目前为止，这个量只能通过电子散射获得。
2018-05-07 hep-ex hep-ph nucl-ex
Requirements on common solutions to the LSND and MiniBooNE excesses: a post-MicroBooNE study
在MiniBooNE（MB）实验中观察到的类电子事件过量的强烈统计意义，以及在液体闪烁体中微子探测器（LSND）中观察到的早期类似过量，当结合最近的MicroBooNE结果进行解释时，可能会使我们达到新物理发现的尖端。这导致了许多试图通过超越标准模型（SM）的物理学来理解这些观察结果的尝试，无论是单独的还是结合的。我们提供了一个概述的现状，并讨论了三个主要类别下的许多新物理学的建议。同样的新的、非振荡的物理学解释这两种异常的可能性导致了新的限制和要求。我们在这项工作中关注的一类重要的常见解决方案是由探测器中产生的重${\cal O}$（MeV $-$ sub-GeV）无菌中性费米子组成（通过入射μ子中微子的上散射），随后衰变为光子或模仿观察到的信号的$e^+e^-$对。这样的解决方案受到来自以下方面的强烈要求：a）将在LSND和MB两者中产生足够数量的总事件的截面要求，b）由在两个实验中测量的能量和角分布强加的要求，以及最后，c）新物理模型及其粒子内容与来自粒子物理实验的不同束的其它边界的一致性和兼容性。我们发现，这些标准往往把建议的解决方案拉向不同的方向，并严格限制了可行的建议，可以解决这两个异常。我们的结论是相关的一般搜索新的物理和正在进行的观测和分析的MicroBooNE实验。
2022-07-09 hep-ex hep-ph
Radiative corrections to elastic muon-proton scattering at low momentum transfers
系统地计算了低动量转移下μ子-质子弹性散射的$α/π$阶辐射修正。这些包括真空极化，μ子和质子的光子环形状因子，双光子交换校正和软光子辐射。特别地，我们讨论了这些修正的upcomimg琥珀实验的运动学与$100\,$ GeV μ子束能量。结果表明，对于玻恩截面的比值，只有质子和双光子交换的光子环形状因子中的次要项依赖于由强相互作用决定的质子结构.由于软光子辐射在辐射修正中起着重要的作用，因此韧致辐射过程$μp \toμp γ$的计算应扩展到软光子近似之外，并根据具体的实验条件进行调整。
2022-02-10 hep-ex hep-ph nucl-ex
Dual baseline search for muon antineutrino disappearance at 0.1 eV^2 < Δm^2 < 100 eV^2
MiniBooNE和SciBooNE合作报告了在费米实验室的助推器中微子束线上联合搜索短基线消失的\bar{ν_μ}的结果。MiniBooNE Cherenkov探测器和SciBooNE跟踪探测器从同一束中观察反中微子，因此对它们的数据集进行综合分析可以部分限制一些通量和截面的不确定性。在ν_μ背景中的不散射受到中微子通量和在两个探测器上进行的截面测量的限制。使用似然比方法设定\bar{ν_μ}消失的90%置信水平上限，该上限显著改善了Δ m^2 = 0.1 - 100 eV^2区域的先前限值。
2012-11-05 hep-ex
Study of TeV Neutrinos with Upward Showering Muons in Super-Kamiokande
在超级神冈探测器中，中微子诱导的向上穿透的μ子的子集由高能μ子组成，它们通过辐射过程（如韧致辐射、e^{+} e^{-}对产生和光核相互作用）损失能量。这些“向上淋浴的μ子”包括一个事件样本，其平均母中微子能量约为1 TeV。我们表明，向上淋浴μ子的天顶角分布是一致的，由于中微子振荡的失真可以忽略不计，预期这样一个高能量的中微子样本。我们目前的天文搜索使用这些高能量的事件，如那些从WIMP湮灭在太阳，地球和银河系中心，一些可疑的点源，以及搜索从星际介质的扩散通量。
2007-11-01 astro-ph.HE hep-ex
Muon Capture Constraints on Sterile Neutrino Properties
我们表明，普通和辐射μ子捕获无菌中微子的性质施加严格的限制。特别地，我们考虑了一个质量在40到$80 {\rm MeV}$之间的无菌中微子，它与μ子中微子有很大的混合，并且由于大的跃迁磁矩而主要衰变为光子和轻中微子。这种模型被认为是LSND、KARMEN和MiniBooNE实验结果所提出的难题的可能解决方案。我们发现，与辐射衰变到无质量中微子的情况下，排除了在TRIUMF的辐射μ介子捕获率的测量在相关的质量范围内的平方混合角的几个因素。这些约束是互补的电磁散射和去激发的中微子探测器内的一个大的过渡磁矩引起的束中微子的过程所施加的。后者对μ子、电子中微子和$N$之间的过渡磁矩的大小提供了严格的限制。我们还表明，在辐射衰变的最终状态的另一个大质量中微子模型的进一步扩展，可以用来绕过在这项工作中得到的约束。
2010-12-06 hep-ex hep-ph
Discovery potential of FASER$ν$ with contained vertex and through-going events
FASER $ν$是一个新提出的探测器，其主要任务是在2022-2024年LHC运行III期间探测质子束在ATLAS相互作用点（IP）碰撞产生的中微子通量。我们表明，这种探测器也可以测试某些超越标准模型的情况下，特别是在中微子与物质场的相互作用可以产生新的不稳定粒子衰变回带电轻子。这类模型的动机是MiniBooNE异常。我们表明，如果新物理学涉及中微子散射物质场产生多μ子，包括分析中探测器前岩石中的中微子通量相互作用（{ \it即，}考虑到贯穿的μ子对）可以显著增加有效探测器质量及其对新物理的灵敏度。我们提出了一个具体的模型，可以产生这样的多μ子信号。
2021-03-02 hep-ex hep-ph
Explaining LSND by a decaying sterile neutrino
我们提出了一个解释的LSND证据的基础上中微子衰变的电子反中微子外观。我们引入一个重中微子，这是产生在π介子和μ介子衰变，因为一个小的混合与μ介子中微子，然后衰变成一个标量粒子和轻中微子，主要是电子类型。我们要求$g m_4\sim$的值为几个eV，$g$是中微子-标量耦合，$m_4$是重中微子质量，例如$m_4$在1 keV到1 MeV的范围内，而$g \sim 10^{-6} - 10^{-3}$。执行一个适合的LSND数据以及所有相关的空结果实验，我们表明，所有的数据都可以在这个衰减的情况下解释。在衰变模型的最小版本中，我们预测即将到来的MiniBooNE实验中的信号对应于与LSND中所见相同顺序的跃迁概率。此外，我们表明，我们的模型扩展到两个近简并的重中微子是可能的，引入CP破坏的衰变，这可能会导致在MiniBooNE运行在中微子模式的信号的抑制。我们简要地讨论了信号在未来的中微子振荡实验中，我们表明，我们的方案是兼容的边界从实验室实验中，我们在天体物理学和宇宙学的影响进行评论。
2005-09-21 astro-ph hep-ex hep-ph
New $μ$ Forces From $ν_μ$ Sources
本文提出利用加速器中微子实验的μ子通量搜索亲μ子轻标量粒子，通过重新分析MiniBooNE和MicroBooNE数据排除了10-60 MeV能解决μ子g-2异常的标量，并为未来实验提供路线图。
2023-11-17 hep-ex hep-ph
nuSTORM: Neutrinos from STORed Muons
LSND和MiniBooNE的结果，以及最近关于可能的反应堆中微子通量异常的论文，提供了新物理学的诱人线索。超越中微子-SM的模型已经被发展来解释这些结果，并涉及一个或多个非相互作用或“无菌”的额外中微子。“在一个类似跑道的衰变环中，μ子衰变产生的中微子束为研究这种潜在的新物理提供了一种强有力的方法。在这份意向书中，我们描述了一个设施，nuSTORM，“从存储的μ子中微子”，和一个适当的远探测器在短基线的中微子振荡搜索。我们目前的灵敏度图表明，这种实验方法可以提供超过10西格玛确认或拒绝LSND/MinBooNE的结果。此外，我们指出该设施可用于精确的中微子相互作用截面测量重要的下一代长基线中微子振荡实验。
2012-06-01 hep-ex physics.ins-det
On The Decaying-Sterile Neutrino Solution to the Electron (Anti)Neutrino Appearance Anomalies
我们探索的假设，无法解释的数据从LSND和MiniBooNE是一个新的，重中微子质量本征态的证据，混合的μ子型中微子和衰变成电子型中微子和一个新的，非常轻的标量粒子。我们考虑两种不同的衰变方案，一种是Majorana中微子，一种是Dirac中微子;两者都同样适合数据。我们发现一个合理的，虽然不是很好，适合的数据MiniBooNE和LSND。然而，衰变无菌中微子假说完全避开了对轻子介子衰变的消失搜索和精确测量的限制，只要$1~{\rm MeV}\gtrsim m_4\gtrsim 10$ ~keV。费米实验室的SBN计划应该能够明确地检验衰变无菌中微子假说。
2020-06-27 hep-ex hep-ph
