On search for eV hidden sector photons in Super-Kamiokande and CAST experiments
如果光隐藏扇区光子存在,它们可以通过与eV能量范围内的太阳光子的动力学混合产生。我们建议用超级神冈和/或升级后的CAST探测器来寻找这种假设的隐藏光子通量。对于亚电子伏区域的隐藏光子质量,所提出的实验对小到10^-9的混合强度很敏感,在没有观测的情况下,将改善最近从光子再生激光实验中获得的在该质量区域的限制。
2008-04-23 astro-ph hep-ex hep-ph
Search for Diffuse Astrophysical Neutrino Flux Using Ultra-High-Energy Upward-Going Muons in Super-Kamiokande I
许多天体物理学模型都预测了来自活动星系核和其他河外源的高能中微子的扩散通量。在μ子能量超过1 TeV时,由活动星系核中微子引起的上行μ子通量预计将超过大气中微子的通量。我们已经执行了一个搜索这个天体物理中微子通量寻找向上运行的μ子在最高能量的数据样本从超级神冈探测器使用1679.6天的数据。我们发现了一个能量极高的向上运动的μ介子事件,而预期的大气中微子背景为0.46 ± 0.23个事件。利用这一结果,我们设置了一个上限的扩散通量的上行μ子由于中微子从天体物理源的μ子能量范围为3.16 - 100 TeV。
2007-02-07 astro-ph hep-ex
High-Energy Neutrino Astronomy with the Super-Kamiokande Detector
超级神冈实验收集了大量高能中微子事件样本。这些中微子主要是大气中的中微子,但也可以看到足够明亮的天体物理源。这些数据已被检查可能的点和爆发中微子源,以及可能的WIMP湮灭签名。没有发现这种来源的重要证据,并计算了由此产生的通量极限。
2005-07-02 astro-ph
Underground Muons in Super-KAMIOKANDE
位于日本神冈附近的最大地下中微子观测站Super-Kamiokande自1996年4月以来一直在收集数据。它位于山下的锌矿中大约2.7 kmwe的深度处,并且对于$>1.7 GeV$的μ子具有大约$1238 m^2$的用于检测进入-停止和通过μ子的有效区域。这些事件是以每天1.5的速度从到达方向的下半球收集的,在下行方向每秒2.5 μ子。我们报告的初步结果,从229活天分析到目前为止,即将到来的μ子的天顶角变化。这些结果还没有足够的统计权重来区分μ子中微子振荡和无振荡的有利假设。我们报告的天体物理来源的中微子和高能中微子通量从太阳和地球中心的搜索,可能会产生的WIMP湮灭。我们还提出了一个地形图的覆盖层从下行μ子。该探测器性能良好,有了几年的数据,我们应该能够在这一领域取得重大进展。
1997-05-24 astro-ph hep-ex
Direct Measurement of Supernova Neutrino Emission Parameters with a Gadolinium-Enhanced Super-Kamiokande Detector
中微子发射光谱的时间-积分亮度和平均能量是核塌缩超新星的重要特征。神冈-II和IMB探测器对SN 1987 A电子反中微子的观测结果仅与彼此和理论大致一致。使用新的测量的恒星形成率的历史,我们重新解释的超级神冈上界的电子反中微子通量从所有过去的超新星在中微子发射参数空间的排除区域。一个钆增强的超级神冈应该能够联合测量这些参数,未来的兆吨级探测器将能够进行精确的研究。
2006-06-08 astro-ph hep-ph nucl-th
Searches for astronomical neutrino sources and WIMPs with Super-Kamiokande
利用Super-Kamiokande探测器对天文中微子源和弱相互作用大质量粒子(WIMP)进行了探测。我们选择中微子引起的向上μ介子事件的前4年,这已经是世界上最大的数据样本,并寻找统计上显着的过剩相比,大气中微子背景。到目前为止,没有发现过量。从各种潜在的来源向上μ介子通量的限制。此外,由于在地核,太阳和银河系中心的WIMP湮灭向上μ介子通量的限制作为WIMP质量的函数。
2000-07-04 astro-ph
The Diffuse Supernova Neutrino Background is detectable in Super-Kamiokande
扩散超新星中微子背景(DSNB)提供了一个直接的机会,研究从核心坍缩超新星的MeV热中微子的排放。DSNB是恒星和中微子物理学的强大探测器,前提是核心坍缩速率足够大,其不确定性足够小。为了评估DSNB实现的重要物理学,我们从Hopkins & Beacom(2006)的宇宙恒星形成历史开始,并通过与超新星速率,河外背景光和恒星质量密度的交叉检查来确认其标准化和演化。我们发现一个足够的核心崩溃率与小的不确定性,转化为+/- 40%的DSNB事件谱的变化。考虑到有效温度在4-6 MeV之间的热中微子谱,预测的DSNB在2003年由Super-Kamiokande获得的上限以下的4-2倍之内。此外,探测前景将显着改善与钆增强的超级神冈:本底将显着减少,通量和不确定性收敛在较低的阈值能量,和预测的事件率为1.2-5.6事件/年的能量范围内10-26 MeV。这些结果表明,超级神冈探测器即将探测到DSNB,以及它在研究恒星和中微子物理学方面令人兴奋的前景。
2009-05-01 astro-ph
Earth Regeneration of Solar Neutrinos at SNO and Super-Kamiokande
我们用不同的$χ^2$定义分析了1258天的超级神冈日、夜太阳中微子能谱。最佳拟合位于$(Δm^2, tan^2 θ)=(5.01\times 10^{-5} eV^2, 0.60)$处的LMA区域,与系统误差是否包含在$χ^2$定义中无关。在三年的数据积累结束时,我们比较了不同定义的排除区域和允许区域,并选择最合适的定义来预测SNO的区域。首先,我们假设超级神冈看到一个通量抑制平坦的能谱。然后,我们考虑的可能性的三个MSW区域的每一个是太阳中微子问题的解决方案。我们发现,排除和允许区域的平坦谱假设和LMA和LOW解决方案是相似的。在三年内,我们预计SNO将找到与Super-Kamiokande非常相似的区域。我们评估具有最佳分箱的SNO的天顶角分布是否会对昼夜光谱的分析产生任何影响;为了进行比较,我们展示了对Super-Kamiokande的1258天天顶角分布的分析结果,其中最佳拟合参数是$(Δm^2, tan^2 θ)=(5.01\times 10^{-5} eV^2, 0.56)$。
2001-04-11 astro-ph hep-ex hep-ph
Reactor Anti-Neutrino Oscillations and Gadolinium Loaded Super-Kamiokande Detector
我们探讨了在建议的钆负载的超级神冈(SK-Gd)探测器中测量太阳中微子振荡参数的可能性。溶解在水中的钆可以比纯水更有效地探测中子。这赋予了探测器观测电子型反中微子的能力,将Super-Kamiokande转变为一个巨大的反应堆反中微子探测器,其事件率比KamLAND高出约43倍。我们模拟反应堆反中微子数据预期在这个高统计检测器。我们利用这些前瞻性的数据来研究太阳中微子振荡参数$Δm^2_{\odot}$和$\sin^2θ_{\odot}$的精度,可以确定i)与SK-Gd探测器,ii)通过结合SK-Gd数据与太阳中微子振荡的全球数据。为了比较和完整的$Δm^2_{\odot}$和$\sin^2θ_{\odot}$的允许区域,预计将获得的太阳中微子和KamLAND实验的数据,也提出。
2004-08-13 astro-ph hep-ex hep-ph
Highest-energy cosmic rays from Fermi-degenerate relic neutrinos consistent with Super-Kamiokande results
质量为0.07(+0.02/-0.04)eV的遗迹中微子,在与超级神冈数据一致的范围内,可以解释能量超过Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止的宇宙射线。以这种方式产生的超高能宇宙射线的光谱具有一些独特的特征,可能有助于确定它们的起源。我们的机制并不需要,但符合中微子密度高到足以成为一种新的热暗物质。
1999-05-17 astro-ph hep-ph
Further Evidence for Neutrino Flux Variability from Super-Kamiokande Data
虽然Kamland显然排除了共振自旋味道进动(RSFP)作为太阳中微子赤字的解释,但Cl和Ga实验中的太阳中微子通量随太阳旋转速率而变化。除了这些证据之外,这里总结的超级神冈数据的功率谱分析显示(99.9%CL)在太阳内部赤道旋转频率的两倍频带内的振荡。一个m=2的磁结构和RSFP,也许作为一个次显性过程,会产生这种效果。太阳活动周期数据的变化被认为是对流区调制的预期。
2003-05-28 astro-ph hep-ph
Predictions for Spectral Distortions, Event Rates and D-N Asymmetries for the Super - Kamiokande Detector
本文计算了nu_e -> nu_mu(τ)跃迁和中微子参数对超级神冈探测器的昼夜不对称性和电子光谱畸变的影响。结果表明,中微子穿越地核引起的选择中微子事件,有可能将昼夜不对称性提高到6倍。当sin ^2(2 θ_v)< 0.01且5 x 10^-6 eV^2 < Delta m^2 < 10^-5 eV^2时,这将提高超级神冈探测器对昼夜效应的灵敏度。
1997-02-28 astro-ph hep-ph
A Reply to "Comment on 'Big Bang Nucleosynthesis and Active-Sterile Neutrino Mixing: Evidence for Maximal $ν_μ\leftrightarrowν_τ$ Mixing in Super Kamiokande?'"
在论文“大爆炸核合成和活跃-无菌中微子混合:超级神冈中最大μ子中微子/无菌中微子混合的证据”(astro-ph/9810075),我们建议,为了逃避大爆炸核合成排除μ介子中微子到无菌中微子振荡解释的超级神冈数据,τ中微子的质量必须大于15 eV,并且它必须与较轻的无菌中微子混合。具有这种质量的稳定τ中微子与宇宙结构的形成不一致。在对我们的论文(astro-ph/9811067)的评论中,Foot和Reynas认为我们的结果是不正确的,所需的τ中微子质量应该低得多。在这里,我们用更详细的计算来支持我们的原始结果。我们表明,脚和Rupas的参数是无效的,最有可能是由于在中微子光谱的低能量部分的能量分辨率不足。
1998-12-17 astro-ph hep-ph
Super-Kamiokande 0.07 eV Neutrinos in Cosmology: Hot Dark Matter and the Highest Energy Cosmic Rays
如果中微子质量是分级的(约0.07 eV),那么质量在超级神冈实验结果所指示的范围内的遗迹中微子多次被认为太轻而与宇宙学无关。在这里,我们注意到这些中微子可能对宇宙的暗物质有重要贡献(具有大的轻子不对称性$L$),并且它们的存在可能被超高能宇宙射线的光谱所揭示(甚至可能在没有大的$L$的情况下)。
2000-05-25 astro-ph hep-ph
Zenith angle distributions at Super-Kamiokande and SNO and the solution of the solar neutrino problem
我们已经进行了详细的研究的天顶角依赖的再生因子和事件的分布在SNO和SK的不同解决方案的太阳中微子问题。特别是,我们讨论的振荡行为和同步效应的分布的LMA解决方案,参数峰值的LOW解决方案,等等。物理解释的影响。我们建议一个新的binning的事件,强调不同的解决方案的天顶角分布的独特功能。我们还发现,在不同的天顶角仓的事件率之间的相关性的综合昼夜不对称性。对这些相关性的研究加强了分析的识别能力。
2001-02-26 astro-ph hep-ex hep-ph
Evidence for R-Mode Oscillations in Super-Kamiokande Solar Neutrino Data
一段时间以来,在放射化学太阳中微子测量中已经有了变化的证据,但是这个证据似乎是可疑的,因为切伦科夫实验没有显示类似的变化证据。目前对超级神冈数据的重新分析显示了r模式振荡的有力证据。这些振荡的频率对应于一个恒星自转速率为13.97年-1的区域,与Homestake数据中不久前发现的13.88年-1或GALLEX数据中最近发现的13.87年-1的值相差不远。这些估计与对流区的自转速率不一致,但与目前对辐射区(包括太阳核心)自转速率的估计完全一致。这些结果表明,波动和不对称的核燃烧起源于核心的变化。
2008-02-22 astro-ph hep-ph
Solar neutrino interactions: Using charged currents at SNO to tell neutral currents at Super-Kamiokande
在味振荡存在的情况下,μ介子和τ中微子可以通过中性电流过程ν μ,τ} e^{-} \to ν μ,τ} e ^{-}对超神冈(SK)太阳中微子信号作出贡献。利用萨德伯里中微子观测站(SNO)实验的带电电流过程ν e d \to pp e^{-}的速率,通过适当地选择SK和SNO的能量阈值,以一种与模型无关的方式分离SK中的ν e和ν {μ,τ}事件率.在无振荡到无菌态的附加假设下,我们还展示了如何从相同的数据集确定绝对^{8}B中微子通量,而与ν_e存活概率无关。
1998-07-13 astro-ph hep-ph
Exact analysis of the combined data of SNO and Super-Kamiokande
通过比较SNO和Super-Kamiokande(SK)探测器的太阳中微子信号,发现了$3.1 - 3.3 σ$ \cite{SNO}能级的$ν_e \to ν_{μ,τ}$振荡。这一比较涉及到中微子谱的假设和两个实验中探测阈值的选择。在这封信中,我们得到了一个精确的公式,用于比较的信号,这是有效的任意光谱和阈值。我们发现,在3.3 $σ$的无振荡假设被排除。如果与平均值相比,电子中微子的存活概率的能量依赖分量很小,即在观测到的光谱的小失真的情况下,振荡假设也可以被测试到类似的精度。在$3.3 σ$水平上排除了只对不育中微子的振荡,并在同一水平上确认了对活跃中微子的振荡,尽管有一些保留。
2001-08-28 astro-ph hep-ph
Current Status of the Solar Neutrino Problem with Super-Kamiokande
我们使用最新的太阳中微子数据进行更新的模型独立的分析获得的$^{37}$ Cl和$^{71}$ Ga放射化学实验,最值得注意的是由大型水切伦科夫探测器SuperKamiokande与他们的504天的数据。我们证实,太阳中微子问题的天体物理解决方案是非常不利的数据和低温修改的标准太阳模型被排除在5个以上的$σ$。我们还提出了一种新的方式来照亮各种太阳中微子通量的抑制模式,而不调用详细的味道转换机制。这表明当考虑中微子味转换时,$^7$ Be中微子的强抑制不再成立.
1998-10-17 astro-ph hep-ph
Comment on "Big Bang Nucleosynthesis and Active-Sterile Neutrino Mixing: Evidence for Maximal $ν_μ\leftrightarrow ν_τ$ Mixing in Super Kamiokande?"
论文“大爆炸核合成和主动无菌中微子混合:超级神冈中最大$ν_μ\leftrightarrow ν_τ$混合的证据?”X。Shi和G. M.富勒(astro-ph/9810075)讨论了大气中微子异常的$ν_μ\to ν_s$解的宇宙学意义。它错误地得出结论,认为为了使$ν_μ\to ν_s$振荡与大爆炸核合成的有效味数上限3.3一致,需要$ν_τ$质量的下限为15 eV。由于如此大的$ν_τ$质量不利于大尺度结构形成的考虑,强有力的,但不正确的结论,宇宙学有利于$ν_μ\to ν_τ$解决大气中微子问题。我们解释了错误的性质。我们的结论是,宇宙学是,目前,符合$ν_μ\to ν_s$和$ν_μ\to ν_τ$的可能性。
1998-11-04 astro-ph hep-ph
The Supernova Relic Neutrino Backgrounds at KamLAND and Super-Kamiokande
我们计算了KamLAND和Super-Kamiokande(SK)探测器的超新星遗迹中微子(SRN)背景通量,其动机是SK背景的减少和恒星形成历史的新结果(例如,Sloan Digital Sky Survey(SDSS)我们对SK处通量的最佳估计略低于但非常接近当前SK上限。SK上限已经与SDSS数据所允许的恒星形成历史范围不一致。我们估计,SRN背景应检测(在1西格玛)在SK与约9年(包括现有的4年)的数据。虽然KamLAND是一个比SK小得多的探测器,但它的优点是几乎没有背景,而且对低能量超新星中微子很敏感。KamLAND可以用总共约5年的数据对SRN进行1-sigma检测。考虑到小的预期SRN事件率,我们还考虑在具有较低阈值和减少的背景的修改的SK检测器中检测SRN,其中检测时间相对于现有SK估计可以减少10倍。
2004-04-14 astro-ph hep-ph
Big Bang Nucleosynthesis and Active-Sterile Neutrino Mixing: Evidence for Maximal Mu Neutrino <-> Tau Neutrino Mixing in Super Kamiokande?
我们讨论了大爆炸核合成的最大$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合的限制。真空$ν_μ\leftrightarrowν_s$振荡被认为是超级神冈中微子观测数据的一种可能解释。基于最新的原始丰度测量结果,我们发现大爆炸核合成(BBN)的有效中微子种类数为$N_ν\la 3.3$.假设所有三个活跃的中微子都是轻的(质量为$\ll 1$ MeV),我们在两种情况下研究了BBN对$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合的约束:(1)可以忽略的轻子不对称性(标准图片);(2)存在一个大的轻子不对称性,这是由$ν_τ\leftrightarrowν_{s'}$混合放大引起的($ν_{s'}$是$ν_s$或另一种无菌中微子)。后一种方案最近已经被提出来调和BBN约束和大角度$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合。我们发现,大角度$ν_μ\leftrightarrowν_s$混合在第一种情况下,这将产生$N_ν\approx 4$,被排除作为超级神冈数据的解释。在第二种情况下,$ν_μ\leftrightarrowν_s$解有可能避开BBN边界,但前提是满足200 eV $^2\la m^2_{ν_τ}-m^2_{ν_{s'}}\la 10^4$ eV $^2$,并且$ν_τ$以寿命$\la 10^3$年非辐射衰变。如果$ν_{s'}$比$ν_τ$轻得多,则该质量…
1998-12-21 astro-ph hep-ph
The Super - Kamiokande Day - Night Effect Data and the MSW Solutions of the Solar Neutrino Problem
目前Super-Kamiokande观测到的太阳中微子沿任意轨道穿过地球和在到达探测器之前穿过地核产生的白天事件率与{\it Night}和{ \it Core}事件率之间的D-N不对称性,对太阳中微子问题的MSW小混合角(SMA)$ν_e \to ν_{μ(τ)}$解有相当严格的限制.一个简化的分析表明,特别是,大量的子区域的SMA解决方案区域是不利的,这些数据。仅凭{ \it Core} D-N不对称数据即可排除99.7% C. L。这一次区域的一部分。对MSW大混合角和低$ν_e \to ν_{μ(τ)}$的解决方案,以及对MSW $ν_e \to ν_{s}$的解决方案,从{ \it夜间}和{ \it核心} D-N不对称的数据进行了讨论。
2000-05-20 astro-ph hep-ph
A Study of the Day - Night Effect for the Super-Kamiokande Detector: II. Electron Spectrum Deformations and Day - Night Asymmetries
利用高精度计算的太阳中微子在太阳中微子问题的MSW $ν_e \to ν_{μ(τ)}$跃迁解的情况下穿越地球的中微子的生存概率的结果,我们推导出了用Super Kamiokande探测器测量的$e^-$ -谱的变形中的一年平均昼夜(D-N)不对称性的预测,以及该探测器中能量积分一年信号的D-N不对称性。的不对称性计算太阳$ν_e$穿越地球地幔,核心和(地幔+核心)的一个大的代表性的一组值的MSW过渡参数$Δm^2$和$\sin^2 2θ_v$从"保守“的MSW解决方案区域考虑到可能的不确定性的$^8$ B和$^7$的中微子通量的值。的体积物质密度的值和在核心的化学成分的不确定性的影响,对D-N不对称预测进行了讨论。它示出,特别是,对于$\sin^2 2θ_v \leq 0.013$的一年平均的D-N不对称性的中微子穿过地球的核心可以大于不对称性(只有地幔交叉+核心交叉)中微子的一个因素高达6。在$\sin^2 2θ_v \gsim 10^{-4}$区,导出了Super Kamiokande探测器的$Δm^2 - \sin^2 2θ_v$平面上的Iso -(D-N)不对称性等值线。我们的结果表明,超级神冈实验可能能够测试的$\sin^2 2θ_v \le 0.01$区域的MSW解决方案的太阳中微子问题进行选择性的D-N不对称测量。
1997-05-22 astro-ph hep-ph
Testing violations of special and general relativity through the energy dependence of nu_mu<--->nu_tau oscillations in the Super-Kamiokande atmospheric neutrino experiment
超级神冈实验收集的大气中微子数据跨越了大约40年的中微子能量E,因此适合于探测与nu_mu nu_tau味跃迁相关的振荡波长λ的能量依赖性<--->,当这些被假设为解释数据时。这种依赖关系在很多理论模型中表现为λ^{-1} \propto E^n的形式,包括由中微子质量和混合引起的“标准”振荡(n=-1)、能量无关振荡(n=0)以及违反等效原理或洛伦兹不变性(n=1)。首先,我们研究了亚GeV,多GeV和向上的μ子事件的理论天顶分布如何随n的不同整数值而变化。然后,我们进行了详细的分析,超级神冈的数据处理的能量指数n作为一个自由参数,无约束的尺度因子的振幅和相位的nu_mu <--->nu_tau振荡。我们发现在90% C. L.下的最佳拟合范围n=-0.9 \pm 0.4,这证实了标准情景(n=-1)是主要的振荡机制,并且强烈地约束了可能的并发奇异过程(n \neq -1)。特别是,我们工作出了有趣的情况下,领先的标准振荡加上subleading项引起的违反特殊或广义相对论原则,并获得非常严格的上限,这种违反(nu_mu,nu_tau)部门的振幅。
1999-04-06 astro-ph gr-qc hep-ph