Constraining sterile neutrinos with a low energy beta-beam
我们研究了利用低能β束装置通过测量电子反中微子的消失来寻找无菌中微子的可能性。这个通道特别敏感，因为它允许使用逆β衰变作为检测反应;因此，只要中微子能量低于π介子产生阈值，它就没有强子不确定性。这对应于6 He母离子的洛伦兹伽马=30的选择。此外，一个消失的测量允许约束的无菌中微子属性独立于任何CP违反的影响。在99%的置信水平下，几百吨的中等探测器尺寸和每秒2 E13的离子产生速率足以将混合角限制为小至\sin^2 2θ=0.01。
2010-06-08 hep-ex hep-ph
High energy beta beams without massive detectors
本文讨论了在没有大质量探测器的情况下利用高能β束的可能性。放射性离子被提升到非常高的$γ$，中微子束指向位于中等基线的仪器表面（例如从CERN到Gran Sasso实验室）。$ν_e \to ν_μ$振荡及其CP共轭被标记为岩石中产生的过量水平μ子，并由安装在LNGS实验大厅之一的低质量仪器表面跟踪。我们表明，这种复杂的性能是什么关系到确定的$θ_{13}$角的轻子混合矩阵与目前的低$γ$设计的基础上一个巨大的水切伦科夫在Frejus。
2004-10-29 hep-ex hep-ph
Neutrino Factory and Beta Beam Experiment
我总结了目前的理解中微子振荡物理与中微子工厂和β束，我强调最近的现象学发展。
2006-03-01 hep-ph
Electroweak Tests at Beta-beams
我们探讨的可能性，测量温伯格角（反）中微子电子散射使用低能量β束，一种方法，产生单味中微子束从β衰变的助推放射性离子。我们研究了一个可能的测量的灵敏度如何取决于离子束的强度和不同的离子的洛伦兹提升的组合。
2005-12-22 hep-ph
Unraveling neutrino parameters with a magical beta-beam experiment at INO
我们详细阐述了实验装置的物理范围，在该实验装置中，印度中微子天文台（INO）的大型磁化铁探测器将作为所谓的β束的远探测器。如果该纯$\nue$和/或$\anue$波束从诸如CERN的某个源位置发射，使得源-检测器距离$L \simeq 7500$ km，则CP相位$δ_{CP}$对振荡概率和相关联的参数相关性和简并性的影响几乎可以忽略。这种"神奇“的β-束实验将对中微子质量等级和$θ_{13}$具有前所未有的灵敏度，这是我们理解中微子领域所需的两种缺失成分。在洛伦兹助推$γ=650$下，无论$δ_{CP}$的真实值如何，都可以在$3σ$ C.L.如果$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.6 \times 10^{-4}$，我们可以预期在$θ_{13}$ C.L.如果$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.1 \times 10^{-4}$独立于真正的中微子质量等级。
2008-01-24 hep-ex hep-ph
What about a beta-beam facility for low energy neutrinos?
最近提出了一种产生中微子束的新方法：β束。这种方法是利用增强的放射性核的β衰变来获得强的、准直的和纯的中微子束。在这里，我们建议利用β束的概念，产生低能量的中微子束。我们讨论了这样的设施的应用程序，以及它的重要性，不同领域的物理。我们的重点，特别是在天体物理学，核和粒子物理学的各种开放问题的兴趣中微子核相互作用的研究。我们建议可能的网站为低能量β-束设施。
2004-05-20 astro-ph hep-ex hep-ph
On the possibility of sourcing a mono-energetic $\barν_{e}$ long baseline beta beam from bound beta decay
本文定性地分析了利用能通过束缚β衰变的完全剥离离子来补充电子俘获长基线中微子振荡实验的可能性。这种源的缺点进行了讨论，通过考虑所面临的技术挑战和所需的能量分辨率从探测器。结果表明，束缚β衰变的离子不能作为实际长基线CP偶中微子束中单能反中微子源。
2009-11-24 hep-ph
Low energy beta-beams
β束装置的主要目标是确定轻子扇区中可能存在的CP破坏、第三中微子混合角的值和质量等级。在这里，我们认为，一个更广泛的物理情况下，可以覆盖，因为β束的概念也可以用来建立一个低能量β束设施。我们讨论的中微子束在100兆电子伏的能量范围内的可用性提供了一个独特的机会，进行感兴趣的核物理中微子散射实验，研究的基本相互作用和核心坍缩超新星物理。
2009-11-13 hep-ph
CERN-INO magical Beta-beam experiment: A high precision probe for neutrino parameters
这次演讲试图详细强调实验装置的物理范围，在CERN的β束设施中产生的中微子将在印度中微子天文台（INO）的大型磁化铁量能器探测器（ICAL）中观察到。“神奇的”CERN-INO β-束设置提供了一个很好的途径，使用“黄金”通道（$ν_e \to ν_μ$）振荡概率同时确定中微子质量排序和$θ_{13}$，避免CP阶段$δ_{CP}$对这些测量的影响。在洛伦兹助推$γ=650$下，无论$δ_{CP}$的真实值如何，中微子质量等级都可以在$3σ$ C. L.如果是$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.6 \times 10^{-4}$，我们可以预期在$3σ$ C.L.处的$θ_{13}$的明确信号。如果$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.1 \times 10^{-4}$独立于真正的中微子质量等级。
2008-11-12 hep-ex hep-ph
Exploring neutrino parameters with a beta-beam experiment from FNAL to DUSEL
本文详细讨论了费米国家加速器实验室（FNAL）β束装置产生的电子中微子（反中微子）在L~ 1300 km的距离上被送到深地下科学与工程实验室（DUSEL）的实验装置的物理范围。300 kt水切伦科夫（WC）探测器和50 kt液氩时间投影室（LArTPC）被认为是可能的探测器选择。我们建议使用18 Ne和6 He分别作为电子中微子和电子反中微子束的源离子。使用Tevatron可用于这些离子的最大洛伦兹增强因子γ为γ_Ne=585和γ_He=350。这种特殊的设置提供了使用中微子束探测第一振荡最大值和使用反中微子束探测第二振荡最大值的机会，这有助于避免一些参数简并。由此产生的物理灵敏度θ_13，CP破坏和质量等级进行比较，从FNAL到DUSEL的常规超束。
2010-05-03 hep-ex hep-ph
Beta-beams
β束是产生强而纯的中微子束的新概念。它是一个拟议中的中微子设施的基础，其主要目标是探索轻子扇区中可能存在的CP破坏。在这里，我们简要地回顾了原来的情况和低能量β束。这一选择将提供一个独特的机会，进行粒子物理学、天体物理学和核物理学感兴趣的中微子相互作用研究。其他提出的方案，搜索CP破坏提到。
2008-02-22 hep-ph
Physics and optimization of beta-beams: From low to very high gamma
从低到很高的γ值研究了β束的物理势，并将其与超束和中微子工厂进行了比较。γ因子和基线被视为连续变量的β束的优化，而固定质量的水切伦科夫探测器或一个完全活跃的闪烁体探测器被假定。在我们的讨论中，我们还包括每年离子衰变数的伽马依赖性。对于低伽马，我们发现，β光束可能是一个非常有趣的替代超级光束升级，特别是如果它是在第二个振荡最大值，以减少相关性和简并操作。对于高伽马，我们发现β束可能具有类似于中微子工厂的潜力。在所有情况下，如果中微子和反中微子的事件发生率相似，β束对CP破坏的敏感性是非常令人印象深刻的。
2006-02-03 hep-ph
Performance Comparison: Superbeams, Beta Beams, Neutrino Factory
在这次演讲中，超级光束（SB），β光束（BB）和中微子工厂（NF）之间的性能比较进行了讨论。这种比较的成分进行了描述，以及我们的BB和NF的优化和状态的解决。最后，一个例子的性能比较。
2010-11-19 hep-ph
Lepton flavor violation in medium energy setup of a beta-beam facility
在中能β束实验装置中研究了中微子与W玻色子的轻子味违反耦合。结果表明，通过准弹性散射和深度非弹性散射过程产生的μ子对W-mu-nu_e耦合非常敏感。我们进行了模型独立的分析，并获得95%的置信水平的界限，这些耦合。
2011-08-26 hep-ph
Probe of anomalous neutrino couplings to W and Z in medium energy setup of a beta-beam facility
研究了β束实验中能装置探测中微子-W和中微子-Z耦合的新物理贡献的能力。我们采用有效的拉格朗日方法的Buchmuller和Wyler，并获得95%的置信水平的限制中微子耦合到这些规范玻色子，而不假设的味道普遍性的耦合中微子。我们表明，β束设施可以放置3至20倍的限制比目前的偏离电子中微子耦合在标准模型。
2009-04-07 hep-ph
Simulations of neutrino oscillations with a high-energy beta beam from CERN to LENA at Pyhasalmi Mine
本文考虑了CERN-Pyhäsalmi基线装置的高Q β束流，它的峰值能量为几GeV，长度为2288 km，使用LENA（一个50 kton的液体闪烁体）作为远探测器。假定β束伴随着1- 6 GeV的常规宽带束。这种组合被证明是非常强大的测量中微子参数，如果$\sin^2 2θ_{13}\sim (1...3)\cdot 10^{-3}$。
2009-11-27 hep-ph physics.ins-det
A minimal Beta Beam with high-Q ions to address CP violation in the leptonic sector
在本文中，我们考虑一个β束设置，试图利用大多数现有的欧洲设施：即设置，利用欧洲核子研究中心的设施，以提高高Q离子（8Li和8B），瞄准位于L = 732公里的格兰萨索地下实验室的远探测器。在γ~ 100处升压的~ 8Li和~ 8B离子的平均中微子能量在E_v = [1，2] GeV范围内，足以在远场使用MINOS型的大型铁探测器。我们执行，然后，中微子和反中微子通量需要测量CP违反相三角洲的参数空间的一个重要组成部分的研究。特别地，当θ 13> 3 deg时，如果每年有3 × 10^19个有用的8Li衰变的反中微子通量是可实现的，我们发现，δ可以在60%的参数空间中测量，每年有6 × 10^18个有用的8B衰变。
2010-05-04 hep-ex hep-ph
Low-energy neutrinos at off-axis from a standard beta-beam
我们讨论了一个方案，提取高达150兆电子伏的中微子在一个标准的β束设施使用一个和两个探测器离轴。特别是，我们表明，中微子通量的高能量分量可以通过两个离轴探测器的响应的特定组合减去。中微子通量使用不同的检测器的几何形状的系统分析，以及与预期的通量在低能量β束设施的比较。所提出的选择可以提供一种替代方法来进行低能中微子实验。
2007-09-02 hep-ex hep-ph nucl-ex
Degeneracies at a beta-Beam and a Super-Beam Facility
简并的存在会大大恶化中微子振荡参数$θ_{13}$和$δ$的测量。我们使用标准的$β$ -Beam和Super-Beam设施研究特定"CERN“设置的物理范围。这些设施在这两个参数中具有相似的灵敏度。由于它们几乎相同的L/E比，它们的组合没有提供任何预期的显著改善。我们分析了在$(θ_{13},δ)$测度中加入相应的消失通道是否有助于减少退化的影响。
2004-11-30 hep-ph
Topical Review on "Beta-beams"
中微子物理学正经历一个激动人心的时期，在中微子是大质量粒子的重要发现之后，这一发现从高能物理到宇宙学都有影响。最近提出了一种产生强而纯的中微子束的新方法："β束“。它利用了通过β衰变衰变的增强放射性离子。这一新概念是未来可能建立的新设施的起点。它的主要目标是解决轻子区存在CP破坏的关键问题。在这里，我们审查的地位和最近的发展与β-梁。我们讨论了原始的，中等和高能量的方案，以及单色中微子束通过离子电子捕获产生。提到了简并性的问题。还介绍了低能β-光束的概况。这些光束可用于进行有关原子核结构、基本相互作用研究和核天体物理学的实验。
2006-11-20 astro-ph hep-ex hep-ph
Measuring Dirac CP-violating phase with intermediate energy beta beam facility
以已建立的$θ_{13}$的非零值为例，研究了利用β光束装置，通过增加一个增强因子$100<γ<450$，提取狄拉克CP破坏相位的可能性。我们比较了具有不同基线、增强因子和检测器技术的不同设置的性能。我们发现，一个反中微子束从$^6$ He衰变与基线的$L=1300$公里有一个非常有前途的CP发现潜力使用500千吨水切伦科夫（WC）探测器。幸运的是，这个基线对应于费米实验室到南达科他州桑福德地下研究设施之间的距离。
2013-12-19 hep-ph
Prospects for Detecting a Neutrino Magnetic Moment with a Tritium Source and Beta-beams
我们比较了从氚源、反应堆和低能β束中测量中微子来探测中微子磁矩的前景。在所有的情况下，中微子或反中微子都是通过电子的散射来探测的。我们发现，一个大的（20 MCurie）氚源可以提高中微子磁矩的限制显着，下降到几个$\times 10^{-12}$的水平，而低能量β-束与足够快的离子生产可以提高限制到几个$\times 10^{-11}$的水平。后者将需要以至少$10^{15}$ s $^{-1}$的速率产生离子。
2004-09-21 hep-ph
Physics with a very first low-energy beta-beam
我们描述了通过增强的放射性离子衰变产生的低能（10-100 MeV）中微子束（"β束“）的重要性。我们专注于对中微子与核相互作用研究的兴趣及其对天体物理学、核物理学和粒子物理学的影响。特别地，我们讨论了与无中微子双β衰变的关系。最后，我们提到的地位，至于低能量β束的可行性。
2005-10-18 astro-ph hep-ph nucl-ex
A combined beta-beam and electron capture neutrino experiment
下一代长基线中微子实验的目标是确定未知混合角theta_{13}的值、中微子质量等级的类型以及轻子扇区中CP破坏的存在。β-束和电子俘获实验已作为长基线实验的可行备选方案进行了研究。他们使用来自增强离子的β衰变或电子捕获衰变的非常干净的电子中微子束。在本文中，我们考虑一个混合设置相结合的β束与电子捕获束通过使用提升镱离子。我们研究了对CP破坏相δ和theta_{13}角的敏感性，CP发现潜力和范围，以确定这种类型的长基线实验的中微子质量等级的类型。对不同的中微子束能量和基线进行了分析。最后，我们还讨论了如何改变的结果，如果一个更好的知识，一些假设的参数是由这个实验可以发生的时候实现。
2009-02-27 hep-ph
Neutrino-nucleus interaction rates at a low-energy beta-beam facility
我们计算的中微子探测率预计在低能量β束设施。我们考虑各种核中微子探测器和比较的情况下，一个小的与大的存储环。
2004-10-21 astro-ph hep-ph nucl-ex
A Conserved Vector Current test using low energy beta-beams
我们讨论的可能性测试的弱电流，特别是弱磁项通过测量的电子反中微子捕获的质子在低能β束设施。我们分析的灵敏度，使用事件的总数和角分布的水切伦科夫探测器中发射的正电子。我们表明，弱磁性形状因子可能会确定优于百分之几的精度使用的角分布。这提供了一种新的方法来检验守恒矢量流假说。
2006-03-09 hep-ph
Optimizing the greenfield Beta-beam
本文对两对可能的源离子（8B，8Li）和（18 Ne，6 He）的β束中微子实验的物理范围进行了全面和详细的比较。我们研究了基线，增强因子和光度的最佳选择。我们采用一台50千吨的ICAL@INO型铁量能器作为远探测器。我们的研究遵循两种互补的方法：（i）固定有用的离子衰减的数量和光束的提升因子，并优化两对离子之间的灵敏度范围作为基线的函数。(ii)匹配两对离子之间的光谱形状，并研究对基线，增强因子和光度的要求。我们发现，对于每对离子，有两个基线具有非常好的灵敏度达到：一个短基线与$L [km]/ γ\simeq 2.6$（8 B +8 Li）和$L [km]/γ\simeq 0.8$（18 Ne +6 He），和一个长的“魔术”基线。对于$γ\sim 500$，最好在CP破坏的短基线处使用18 Ne和6 He，在质量等级的神奇基线处使用8 B和8 Li，在发现$\sin^22θ_{13}$的短基线处使用18 Ne和6 He或在神奇基线处使用8 B和8 Li。
2008-06-09 hep-ex hep-ph
Exploration prospects of a long baseline Beta Beam neutrino experiment with an iron calorimeter detector
一个高强度的源，一个单一的中微子味与已知的光谱是最理想的精密测量，未来的共识方向。β射线是一个特别合适的选择。我们讨论了一个很长的基线β束实验与磁化铁量热计探测器的前景。特别是，如果源在欧洲核子研究中心，探测器在拟议的设在印度的中微子观测站，则基线接近CP相位影响很小的“神奇”值。我们观察到，该实验将非常适合于确定$m_3^2 - m_2^2$的符号，并且将能够探测到低至约1个$^\circ$的$θ_{13}$。
2005-10-07 hep-ph
High-$γ$ Beta Beams within the LAGUNA design study
在LAGUNA设计研究中，正在评估七个候选地点作为下一代超大型中微子观测站的可行性。这种探测器预计将在未来的欧洲加速器中微子计划（Superbeam或Beta Beam）中发挥作用，因此与CERN的距离至关重要。在这篇文章中，焦点是源自CERN的$^{18}$ Ne和$^{6}$ He β束，并指向位于LAGUNA站点的50 kton液态氩探测器：Slanic（L=1570 km）和Pyhäsalmi（L=2300 km）。为了提高对中微子质量排序的灵敏度，这些基线与同时运行的相同通量相结合，该通量指向位于Canfranc（L=650 km）的大型Water Čerenkov探测器。这种简并打破组合所示，以提供可比的物理达到保守的魔术基线β梁的建议。对于提升到$γ=570$的$^{18}$ Ne离子和提升到$γ=350$的$^{6}$ He离子，当$\sin^{2}2θ_{13}>4\cdot 10^{-3}$处于该组合中时，可以在Slanic处确定所有$δ$的正确质量排序。
2010-04-06 hep-ph
Appearance and disappearance signals at a beta-Beam and a Super-Beam facility
在这封信中，我们提出了研究的八倍退化的$(θ_{13},δ)$测量，包括出现和消失的渠道。我们分析，为明确起见，一个标准的低$γ$ $β$ -光束和4兆瓦SPL超级光束设施的情况下，都瞄准了一个UNO-like Mton水切伦科夫探测器位于Frejus实验室，$L = 130$公里。在$β$ -波束情况下，当包括实际（即，$\ge$ 2%）系统误差时，\nue消失信道不会改善$(θ_{13},δ)$测量。在超级光束的情况下，\numu消失通道可以，相反，在减少$(θ_{13},δ)$测量中的八倍简并的影响，特别是一旦在拟合中充分考虑了大气质量差的误差，是非常有用的。
2005-08-28 hep-ph
Optimizing the green-field beta beam: Small versus large theta_13
我们讨论了一个绿色领域的β光束的基线，助推因子，光度和同位素对使用的优化。我们确定了两种性质不同的情况：θ_13在必须做出决定的时候没有被发现（θ_13小），θ_13在那个时候被发现（θ_13大）。对于小θ_13，事实证明，可获得的灵敏度本质上是一个愿意花费的努力的问题。然而，对于大的theta_13，可以找到明确的优化标准，并且可以使用直到那时获得的关于theta_13的信息。
2008-09-23 hep-ph
Optimized Two-Baseline Beta-Beam Experiment
我们提出了一个现实的β束实验与四个源离子和两个基线的最佳灵敏度theta_{13}，CP破坏和质量层次。在距离源L=650 km（第一振荡峰）处的500 kton水切伦科夫探测器中检测到来自18Ne和6He的中微子，其中洛伦兹增强γ =350。来自8B和8Li的中微子在距离源L=7000 km（魔基线）的50 kton磁化铁探测器中被探测到。由于衰变环需要34.5度的倾斜角来将射束发送到魔基线，如果要求沿着跑道几何形状衰变环的直线部分衰变的离子的分数（称为寿命）为0.3，则对于8.3 T的磁场强度，环的远端具有d=2132 m的最大深度。我们缓解这个问题，建议贸易减少的衰变环的寿命与离子的升压因子的增加，这样的事件在检测器的数量几乎保持不变。这允许实质上减小衰减环在远端处的最大深度，而不会显著损害实验对振荡参数的灵敏度。我们分别取γ =390和656的8B和8Li，因为这是CERN设想的SPS升级的最大可能的助推因子。这使我们能够减少8.3 T磁场的衰减环的d的因子为1.7。将磁场增加到15 T将进一步将d减小到仅738 m。我们研究了这两个基线两个储存环β束实验的灵敏度范围，并将其与其他拟议的设备的相应范围进行了比较。
2009-11-04 hep-ex hep-ph
Can R-parity violating supersymmetry be seen in long baseline beta-beam experiments?
长基线振荡实验很可能成为中微子相互作用的试验床，就像R宇称违反超对称性一样。我们表明，味对角线（FDNC）和味变化（FCNC）从中产生的中性电流显着影响中微子$β$束实验的源在欧洲核子研究中心和探测器在拟议中的印度中微子天文台。这些相互作用可能排除对$θ_{13}$的当前限制的任何改进，并且使层次确定模糊，除非${\not R}$耦合的上限，特别是$λ^{\prime}$，变得明显更紧。如果独立地建立了${\not R}$交互，则可以根据事件率设置$θ_{13}$的下限。我们发现，有范围看到一个明确的信号，非标准的FCNC和FDNC的相互作用，特别是在倒置的层次结构的情况下，有时也为正常的层次结构。在有利的情况下，可以设置$λ^{\prime}$耦合的下限和上限。由于$λ$型${\not R}$偶联导致的FCNC和FDNC相互作用并不重要。
2006-09-18 hep-ex hep-ph
EURONU WP6 2009 yearly report: Update of the physics potential of Nufact, superbeams and betabeams
近十年来的许多研究表明，在更精确的中微子振荡实验中，我们可以测量未知角θ 13，发现轻子CP破坏，确定中微子的能级结构，在大气层中寻找次主导通道nue -> numu。在这份关于WP 6活动的第一份报告中，回顾了以下新结果：（1）重新评估下一代测量theta 13和delta的实验的物理范围;（2）根据需要在标准方案之外探索更大参数空间的新工具;（3）中微子工厂：（a）评估Nufact关于无菌中微子的物理范围;（b）评价Nufact在非标准相互作用方面的物理学范围;（c）评价Nufact在违反幺正性方面的物理学范围;（d）对Nufact的长基线τ探测进行严格评估;（e）在Nufact的近探测器上进行新的物理学研究;（4）β束：（a）伽马= 100的欧洲核子研究中心β束的离子选择和位置;（b）伽马= 100 β束设想方案的大气中微子本底重新评价;（c）双基线β束研究;（d）用β束测量中微子绝对质量;（e）单色β束的进展;（5）SPL超束物理势的更新。最后，我们提出了一个更新的比较的敏感性θ 13，三角洲和中微子质量层次的几个不同的建议设施。
2010-05-18 hep-ph
Neutrino-Nucleus Cross Section Measurements using Stopped Pions and Low Energy Beta Beams
最近提出了两个新的装置来测量低能中微子-核截面，即中子源和低能β束。前者通过静止时的π衰变产生中微子，而后者通过加速离子的β衰变产生中微子。中微子-核截面测量的用途之一是超新星研究，其中典型的中微子能量为10兆电子伏。在这个能量范围内，核反应有许多不同的成分，这使得对这种实验结果的理论解释变得复杂。尽管对像铅这样的重原子核进行一次测量是很有希望的，但不止一个数据集会更好。我们认为，这可以通过将电子谱分解为与一个或两个中子重合产生的部分，运行一个多能量的β束，比较π介子和β束产生的谱或这些的任何组合来实现。
2004-04-01 astro-ph hep-ph nucl-th
Manipulating a Neutrino Spectrum to Maximize the Physics Potential from a Low Energy Beta Beam
拟议中的低能β束设施将能够产生具有明确光谱的强中微子（反中微子）束。我们提出的解析表达式和数值计算结果，准确地显示了如何到达探测器的总中微子流量取决于源和探测器的几何形状。几位作者提出了需要使用不同通量形状的测量。我们发现，不同尺寸和形状的探测器将接收到不同的光谱形状的中微子通量，并且在同一个探测器的不同区域，光谱形状也会不同。我们的研究结果还表明，对于某些测量系统的不确定性和运行时间可以减少。
2007-06-18 hep-ph nucl-th
A Beta Beam complex based on the machine upgrades for the LHC
欧洲核子研究中心的Beta Beam设计是基于目前的LHC注入复合体，其物理范围主要受到SPS的最大刚度的限制。事实上，LHC机器升级的一些方案，特别是快速循环1 TeV注入器（"超级SPS“）的建造，与更高的$γ$ Beta Beam的建造非常协同。在这台机器可以达到的能量，我们证明，密集量热计已经可以用于检测$ν$在遥远的位置。即使在中等质量（40 kton）下，如使用Gran Sasso现有地下大厅所施加的质量，CP范围对于任何$θ_{13}$值都非常大，这将提供在T2K出现$ν_e$或无$ν$ A（$θ_{13}\geq 3^\circ$）的证据。在CERN到Gran Sasso距离处利用物质效应，可以在$θ_{13}-δ$平面的重要区域提供对中微子质量等级的灵敏度。
2006-07-12 hep-ph
The Neutrino Factory and Beta Beam Experiments and Development
在中微子领域充分探索三味混合的长期前景取决于对适当加速器研发的持续和增加的投资。两个新的概念已经提出，将彻底改变中微子实验，即中微子工厂和β束设施。这些新设施将极大地提高我们测试三味混合框架的能力，测量轻子扇区中的\textsl{CP}破坏，也许还能确定中微子质量等级，如果必要的话，还能探测混合角$θ_{13}$的极小值。描述了中微子工厂可以实现的惊人的灵敏度，以及我们目前对β束设施可能实现的相应灵敏度的理解。在β射束的情况下，需要进行额外的研究，以更好地了解最佳β射束能量和可实现的灵敏度。如果没有重大的研发工作，中微子工厂和β射线设施都不可能建成。在过去的几年里，美国和其他地方一直在进行令人印象深刻的中微子工厂研发工作，并在优化设计、开发和测试所需的加速器组件以及显着降低成本方面取得了重大进展。这里描述了最近的进展。
2004-11-23 hep-ph physics.acc-ph
Resonant antineutrino induced electron capture with low energy bound-beta beams
反中微子诱导的电子俘获是一个共振过程，对于单色反中微子束，它可以有一个大的截面。我们计算了这个过程的截面，并研究了一个实验装置，其中单色反中微子产生的束缚β衰变的完全电离的放射性原子在存储环。如果源和目标之间的能量很好地匹配，则横截面可以显著大于常用的非谐振过程的横截面。在$10^3$ kg的源和两个靶之间的小距离处可以实现的速率高达每$8 .3\cdot10^{18}$衰变原子一次相互作用。对于对应于第一个大气中微子振荡最大值的源-靶距离，最大速率是每个$3.2\cdot10^{21}$衰变原子的一个相互作用，只要在未来的离子束中实现极其严格的单色性条件（$10^{-7}$或更好）。
2009-11-09 hep-ph
Probing neutrino parameters with a Two-Baseline Beta-beam set-up
本文讨论了在欧洲核子研究中心（CERN）的β束实验中，利用两个不同的探测器在两个不同的基线上探测中微子质量参数的前景。拟议的装置包括一个50千吨铁量热计（ICAL），基线约为7150公里，这大致是魔术基线，例如，ICAL@INO，以及距离730公里的50千吨全主动闪烁体探测器，例如，在格兰萨索我们采取8B和8Li源离子与提升因子$γ$为650的魔术基线，而对于较近的检测器，我们考虑18 Ne和6 He离子与一系列的洛伦兹提升。我们发现，这两个探测器的位置相互补充，导致异常高的灵敏度。当$γ=650$（~ 8B/~ 8Li）和$γ=575$（~ 18 Ne/~ 6 He）分别对应于中微子和反中微子模式下的有用离子衰变时，总光度分别对应于$5\times (1.1\times 10^{19})$和$5\times (2.9\times 10^{19})$，我们发现当$\sin^22θ_{13}$分别为$1.8 \times 10^{-5}$和$4.6 \times 10^{-5}$或更大时，双探测器装置可以探测最大CP破坏并建立中微子质量序. $\sin^22θ_{13}$本身的灵敏度范围为$5.3 \times 10^{-5}$。对于$\sin^22θ_{13} \geq 8\times 10^{-5}$，64%的可能$δ_{CP}$值可以发现CP违规。
2008-11-12 hep-ex hep-ph
Reconstructing supernova-neutrino spectra using low-energy beta-beams
中微子只有微弱的相互作用，是从超新星中心到达我们的主要信使。地面中微子望远镜，如SNO和SuperKamiokande，可以提供有关坍缩和爆炸恒星核心过程的宝贵信息。但是，中微子探测器所能提供的关于超新星的信息受到中微子-核截面的实验数据很少以及理论计算的不确定性的限制。在这封信中，我们提出了一个新的程序，直接确定在超新星中微子探测器的目标核的响应，通过使用低能量β-光束。我们发现，拟合“合成”光谱，通过采取线性组合的β-束光谱，原始的超新星中微子光谱复制折叠微分截面非常准确。将地面探测器的响应与这些合成响应进行比较，提供了一种直接确定超新星中微子能量分布的主要参数的方法。
2006-04-19 astro-ph hep-ph nucl-th
Physics Potential of SPS Upgrade in regard to Beta/EC Beams
未来中微子实验装置的目标是确定中微子振荡中的$[U_{e3}]$混合和CP破坏。这将需要用非常强的中微子源进行精确的实验。为了实现这一目标，人们提出了用欧洲核子研究中心的等离子体加速器从β跃迁或电子俘获跃迁中产生中微子束的设想。我们讨论的能力，这些设施作为一个功能的能量的提升和检测器的基线。我们的结论是，SPS升级到1000 GeV是至关重要的，有一个更好的灵敏度CP违反，如果它是伴随着一个较长的基线。我们比较了两种不同构型的物理势。在β射束的情况下，对$β^+$（中微子）和$β^-$（反中微子）具有相同的增强，两种设置是：I）$γ=120$，L=130 Km（Frejus）; II）$γ=330$，L=650 Km（Canfranc）。在单色EC光束的情况下，我们利用中微子振荡的能量依赖性来分离出两个参数$U(e3)$和CP相位$δ$。设置I在$γ=90$和$γ=195$（目前SPS可达到的最大值）运行至Frejus，而设置II在$γ=195$和$γ=440$（升级SPS可达到的最大值）运行至Canfranc。主要结论是，虽然在确定$U(e3)$的增益是相当适度的，设置II提供了更好的灵敏度CP违反。
2006-12-22 hep-ph
An intermediate gamma beta-beam neutrino experiment with long baseline
为了解决中微子物理学中的一些基本问题，目前正在讨论一个广泛的、未来的中微子振荡实验方案。其中，长基线实验将发挥关键作用，提供关于θ 13值、中微子质量排序类型和进入3-中微子振荡的CP破坏相δ值的信息。在这里，我们考虑一个β束设置与中间洛伦兹因子伽马=450和基线的1050公里。这可以在欧洲实现，将欧洲核子研究组织的β束源发射到位于联合王国博尔比矿的探测器上。我们详细分析了这种设置的物理势，并研究了两种不同的曝光（1 × 10^{21}和5 × 10^{21}离子-千吨-年）。在这两种情况下，我们都发现，当sin ^2（2 θ 13）> 0. 03时，对于所有δ值，中微子质量等级的类型都可以在99% CL下确定。在高曝光情况下，我们发现，如果sin ^2（2 θ 13）> 10^{-3}，则可以测量CP破坏相增量的值，其99%的CL误差约为20度，并且在sin ^2（2 θ 13）~ 10^{-4}的值下具有一定的灵敏度。还研究了确定θ 23的八分圆的能力，并在高统计量场景中发现了良好的前景。
2008-02-02 hep-ph
Untangling supernova-neutrino oscillations with beta-beam data
最近，我们提出低能β束中微子在超新星中微子相互作用的研究中是非常有用的。在本文中，我们研究使用这样的实验分析超新星中微子信号。由于超新星中微子是振荡的，因此很有可能地球上的超新星中微子的光谱与这些中微子最初发射时的能量分布不同。我们证明了所提出的方法解开多个中微子光谱的有效性。这是任何模型的基本特征，旨在获得有关超新星机制的信息，探测原中子星物理，并了解超新星核合成，如中微子过程和r-过程。我们还考虑了不同的实验方法，包括在多个光束能量和检测器配置的测量的功效。
2008-04-02 astro-ph hep-ph nucl-th
Neutrino beams as a probe of the nuclear isospin and spin-isospin excitations
我们探讨了利用低能中微子束进行原子核结构研究的可能性。特别是，低能量β-束和传统的源（μ介子衰变在休息）被认为是。作为典型例子，我们给出了与电子（反）中微子在氧、铁、钼和铅上散射相关的总带电电流和通量平均截面的结果。结果表明，利用低能β束的中微子，可以提取出禁戒态的信息，特别是自旋偶极。
2007-08-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Exceptional Sensitivity to Neutrino Parameters with a Two Baseline Beta-Beam Set-up
We examine the reach of a Beta-beam experiment with two detectors at carefully chosen baselines for exploring neutrino mass parameters. Locating the source at CERN, the two detectors and baselines are: (a) a 50 kton iron calorimeter (ICAL) at a baseline of around 7150 km which is roughly the magic baseline, e.g., ICAL@INO, and (b) a 50 kton Totally Active Scintillator Detector at a distance of 730 km, e.g., at Gran Sasso. We choose 8B/8Li source ions with a boost factor γof 650 for the magic baseline while for the closer detector we consider 18Ne/6He ions with a range of Lorentz boosts. We fin…
2008-07-28 hep-ex hep-ph
Neutrinoless Double-Beta Decay: a Probe of Physics Beyond the Standard Model
在标准模型中，轻子总数是守恒的。因此，无中微子双β衰变，其中总轻子数被两个单位违反，是对标准模型之外的物理学的探索。本文讨论了轻Majorana中微子质量引起的无中微子双β衰变的基本机制。本文在简要总结了中微子质量和混合的研究现状，介绍了产生轻Majorana中微子质量的跷跷板机制之后，讨论了无中微子双β衰变的理论和唯象。本文介绍了无中微子双β衰变理论的基本内容，对该过程的核矩阵元计算这一具有挑战性的问题的现状的看法，以及对实验结果的总结。
2015-02-16 hep-ex hep-ph
The gamma = 100 Beta-Beam revisited
我们研究了基于8B和8Li的衰变作为可实现的生产通量的函数的伽马= 100 β束设置的性能，并将其与基于18 Ne和6 He衰变的标准设置进行比较。对于标准设置，我们还研究了减少18 Ne通量的物理潜力，因为它似乎在实验上具有挑战性，以实现基线数字。我们发现，与标准设置相反，基于8 B和8 Li的设置可以对质量等级敏感，直到sin^2 2 theta_{13} > 10^-2，这是由于中微子的能量越高，物质效应越强。另一方面，中微子在这些较高能量下振荡所需的较长基线会降低探测器的统计数据，并且需要大约三倍的通量才能达到标准设置提供的对theta_{13}和最小sin ^2 2 theta_{13}的CP破坏的灵敏度。研究了所需的大气背景抑制因子。我们发现，在研究的所有设置中，10^-4的抑制因子相当于完全消除了大气背景。10^-3量级的抑制因子并不意味着灵敏度的显著损失，而10^-2量级的抑制因子在sin^2 2 theta_{13} > 10^-2且通量不太低的情况下仍有很好的CP发现潜力。
2010-03-03 hep-ph
Physics Reach of Electron-Capture Neutrino Beams
为了完成中微子振荡的图像，需要测量两个基本参数，θ 13和δ。下一代的长基线中微子振荡实验--超级束、β束和中微子工厂--确实瞄准了测量它们。在这里，我们探索一个新的候选人的物理范围：电子捕获中微子束。由于最近发现的通过电子捕获快速衰变的原子核，以及与β粒子（其最近的亲戚）的相互作用，强调了它的可行性。
2005-10-21 hep-ph
Optimization of the Two-Baseline Beta-Beam
我们提出了一个$β$ -束实验与四个源离子和两个基线的最佳灵敏度$θ_{13}$，CP破坏和质量层次。在距离源L=650 km处的500 kton水\chr探测器中探测来自具有洛伦兹增强$γ=350$的$^{18}$ Ne和$^6$ He的中微子。在距离源L=7000 km的50 kton磁化铁探测器中探测来自$^8$ B和$^8$ Li的中微子。由于需要倾斜角$\vartheta=34.5^\circ$来将波束发送到魔基线，所以环的远端具有$d=2132$ m的最大深度。我们缓解了这个问题，提出贸易减少的衰变环的$^8$锂和$^8$ B离子的升压因子的增加到$γ_{^8\mathrm{Li}}=390$和$γ_{^8\mathrm{Li}}=650$，使事件的数量在检测器保持几乎相同。我们研究了这两个基线两个存储环$β$ -梁实验的灵敏度范围，并将其与其他拟议的设施的相应范围进行了比较。
2009-10-23 hep-ph physics.ins-det
Searching for cavities of various densities in the Earth's crust with a low-energy electron-antineutrino beta-beam
我们建议使用长基线电子-反中微子消失实验来寻找地壳中不同密度的深地下洞穴，该实验通过具有高度增强的光度的低能β束来实现。我们关注四个案例：密度接近于水的空洞、铁条带状构造、较重的矿床以及被认为在强烈地震发生前出现的异常电荷聚集区。识别空洞的灵敏度达到的置信水平高于$3σ$和$5σ$的曝光时间分别为3个月和1.5年，空洞密度低于1克厘米$^{-3}$或高于5克厘米$^{-3}$，宽度大于200公里。我们重建的空腔密度，宽度和位置，假设其中一个已知，而保持其他两个自由。我们得到大的允许区域，提高腔密度不同，从地球的平均密度。此外，我们证明，知识的空腔密度是重要的，以获得O（10%）的误差的宽度。最后，我们引入了一个通过改变电子反中微子束的方向来量化腔的存在的可观测量，利用它我们能够识别出在$2σ$到$5σ$ C. L.处的腔的存在。
2015-08-17 hep-ph physics.acc-ph
Long distance nu_e -> nu_mu transitions and CP-violation with high intensity beta-beams
最近的实验测定一个大的θ_13角开辟了道路，以确定质量等级和CP违反阶段。基于喇叭产生的（反）中微子常规束的实验目前正在发展中。事件率是边际的一个明确的搜索，因为他们需要非常强烈的光束和非常大的探测器质量。Zucchelli提出了一种方法，即利用储存在高能储存环中的相对论放射性核素的β衰变产生纯（反）nu_e束，并指向远处的中微子探测器。由于它们的横向动量分布要小得多，中微子通量的集中范围要比喇叭窄得多。本文研究了Li-8（anti-nu_e，tau_1/2=0.84s）和B-8（nu_e，tau_1/2=0.77s）的同分异构双态。产生的中微子和反中微子束的平均横向动量约为6.5 MeV/c。放射性离子可以用专用的桌面储存环产生，以提供合适的离子源，在FNAL或CERN以高能量加速。然后，离子应该从加速器中提取出来，并积累在一个衰变储存环中，该储存环有一个长而直的部分指向中微子探测器。基于液态氩技术的大型探测器可能为未来的此类方案提供最佳机会。目前ICARUS LAr-TPC实验已经收集到了相关中微子能区的LNGS事件。它们应该为竞争信号的结论性实验研究提供第一个证据，更一般地说，它们应该为在CP破坏阶段的搜索中β束选择的实际可行性提供第一个证据。在不久的将来，ICARUS和MicroBooNe中微子实验可能会提供更多的数据，这些实验位于短距离中微子束上，将收集更多的中微子事件。
2013-06-10 hep-ph physics.acc-ph physics.ins-det
Ionization cooled ultra pure beta-beams for long distance neu-e to neu-mu transitions, theta13 phase and CP-violation
关键的过程是观察numu和nue之间的微小振荡混合到目前为止未知的θ 13振幅，在对应于约2.0 MeV/km的不变中微子飞行路径的距离。Zucchelli [12]提出了产生非常纯净的中微子束（β束），其中相对论性放射性核素被储存在高能储存环中，并在指向远处中微子探测器的长直线段中衰变。该方法产生超纯的抗neue（He-6）和neue（Ne-18），具有可忽略的numu污染（10-5）。最近提出了一种新的β元素生产[15]，其中缓慢（约0.1 c）完全电离的离子存储在一个非常小的存储环中。像同分异构的二重态Li-7（d，p）Li-8和Li-6（He 3，n）B-8这样的产物被阻挡在一些几微米厚的箔中，它们作为中性原子迅速扩散。改进是相当大的。一个离子源、一串级联的加速器和一个高能量储存/衰变环可以产生一个B-8感生的核谱，在储存环的磁刚度一定的情况下，它的能量比He-6感生的反核谱高7.7倍。在一定的中微子能量下，核的CC截面约为反核的3倍，而伪μ子的NC/CC非弹性π背景约为反核的1/3。最佳的中子-e源可能是来自FNAL的120 GeV主能量注入器的完全电离的B-8，随后是衰变储存环和大约700-800 km的中微子飞行路径。作为探测器，我们考虑具有50至100千吨的基准质量的LAr TPC。这种技术应该允许检测小到约6.0 × 10-4的sin 2（2 θ 13）的无背景信…
2006-09-22 hep-ph
Requirements for a New Detector at the South Pole Receiving an Accelerator Neutrino Beam
最近有人考虑将IceCube探测器阵列中的光电倍增管密度增加到DeepCore之外，这将导致更低的探测阈值和用于中微子探测的巨大基准质量。这一举措被称为“冰立方下一代阶段升级”（PINGU）。我们讨论了从北半球的一个主要加速器实验室的中微子束发送到这样的探测器的可能性。这样的实验将是独一无二的，因为它将是唯一一个基线穿过地核的中微子束。我们研究了探测器的β光束，中微子工厂光束，和超级光束的要求，在那里我们考虑的情况下，小theta_13和大theta_13，建议由最近的T2 K和双π z结果。我们说明，味道干净的β光束最适合这样的检测器的要求，特别是，PINGU可以取代魔术基线检测器的小值θ_13-即使在没有任何能量分辨率的能力。然而，对于大θ_13，如果受到CERN-SPS的限制，单基线β束实验无法竞争。对于中微子工厂，由于探测器中丢失电荷识别的可能性，需要非常好的能量分辨率。如果这一点能够实现，特别是一个不受τ污染的低能中微子工厂，可能是大θ_13的一个有趣的选择。对于超级束，我们使用LBNE束作为参考，电子中微子味识别和统计是两个主要的限制。最后，我们证明了，至少在原则上，中微子工厂和超级束可以测量地核的密度，当sin ^2 2 θ_13大于0.01时，可以达到亚百分之一的水平。
2012-01-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
