Observation of muon neutrino disappearance with the MINOS detectors and the NuMI neutrino beam
这封信报告了MINOS实验的结果,该实验基于其最初暴露于费米实验室NuMI光束的中微子。在沿束轴距离为1公里和735公里的两个探测器中比较了带电电流μ介子中微子相互作用的速率和能谱。当1.27 x 10^{20} 120 GeV质子入射到NuMI靶上时,在远探测器上观察到215个能量低于30 GeV的事件,而预期为336个\pm 14.4事件。这些数据与μ子中微子通过振荡消失是一致的,|Δm^2_{23}|= 2.74^{+0.44}_{-0.26} × 10^{-3} eV^2/c^4,sin^2(2θ_{23})> 0.87(60% C.L.)。
2006-07-29 hep-ex
Evidence for Neutrino Oscillations from the Observation of Electron Anti-neutrinos in a Muon Anti-Neutrino Beam
位于洛斯阿拉莫斯中子科学中心的液体闪烁体中微子探测器利用静止时正μ子衰变产生的μ子反中微子对电子反中微子振荡进行了研究。在预期的背景之上观察到了与电子反中微子加质子散射到正电子加中子一致的总共87.9 +/- 22.4 +/- 6.0个事件。这种过量对应于振荡概率(0.264 +/- 0.067 +/- 0.045),这与早期的分析一致。结合其他已知的关于中微子振荡的极限,LSND的数据表明,中微子振荡发生在0.2 ~ 10 eV ^2/c^4 Δ-m ^2的范围内,表明中微子质量大于0.4 eV/c^2。
2001-08-10 hep-ex
Observation of collider neutrinos without final state muons with the SND@LHC experiment
该研究利用SND@LHC实验2022-2023年收集的13.6 TeV质子-质子碰撞数据(积分亮度68.6 fb⁻¹),观测到无末态缪子的中微子相互作用,显著性达6.4σ,观测到9个候选事件、背景仅0.32个,为对撞机中微子研究提供新结果。
2024-11-27 hep-ex
Observation of W to tau and neutrino Production in pp Collisions at sqrt(s) = 7 TeV
用CMS探测器在sqrt(s)= 7TeV的LHC pp碰撞中观测到W玻色子衰变为τ轻子和中微子,τ轻子衰变为强子。选择标准提供了一个统计上显着的信号QCD多喷流和电弱背景的顶部。采用数据驱动的方法估算了QCD多喷注背景。
2011-08-04 hep-ex
Neutrino Decay as an Explanation of Atmospheric Neutrino Observations
我们发现,所观察到的天顶角依赖的大气中微子可以占中微子衰变。此外,只用三种类型就可以解释所有的中微子异常。
1998-10-08 astro-ph hep-ex hep-ph
Observation of High Energy Atmospheric Neutrinos with the Antarctic Muon and Neutrino Detector Array
南极μ子和中微子探测器阵列(AMANDA)于1997年开始收集十串数据。结果从第一年的操作。从北半球穿过地球的中微子被通过阵列向上移动的次级μ子识别。大气层中的宇宙射线产生了向下运动的μ子背景,其丰度大约是向上运动的μ子的10^6倍。在130多天的暴露中,我们总共观察到大约300个中微子事件。在同一时期,记录了1.05*10^9宇宙射线μ子事件的背景。观测到的中微子通量与大气中微子的预测是一致的。蒙特卡罗模拟表明,90%的这些事件位于能量范围66 GeV至3.4 TeV。对大气中微子的观测与预期一致,使AMANDA-B10成为一台工作中的中微子望远镜。
2002-05-07 astro-ph hep-ex
Studying the Earth with Geoneutrinos
地球中微子,即来自地球内部天然放射性衰变的电子反中微子,将有关我们星球的独特信息带到地表。中微子探测的新技术为中微子地球科学这一全新的交叉学科领域打开了一扇大门。我们在这里给一个广泛的地质介绍,突出点的地理中微子测量可以提供实质性的新见解。概述了这一领域的最新进展,包括KamLAND和Borexino实验的最新实验结果及其初步地质意义。我们进行了一个新的组合Borexino和KamLAND分析的地幔地球中微子信号的提取和地球的放射性热功率的限制。最后讨论了以地中微子为科学目标的未来研究方向。
2014-08-29 hep-ex physics.geo-ph
Observations of diffuse fluxes of cosmic neutrinos
本文综述了目前高能天体物理中微子扩散通量的观测结果。为了理解其科学意义,讨论了不同探测通道的测量结果,并对结果进行了比较。讨论的重点是能谱、风味比和大尺度各向异性。
2016-01-31 astro-ph.HE hep-ex
Hanohano: A Deep Ocean Anti-Neutrino Detector for Unique Neutrino Physics and Geophysics Studies
研究了10千吨级深海液体闪烁探测器探测~1 MeV能级电子反中微子的科学潜力。这种仪器设计为便携式,可在深海(3-5公里)中使用,可以对地球地幔放射性衰变产生的反中微子进行独特的测量。这些信息涉及到地质学中一些最基本的问题,如地球的起源、板块构造、地磁场,甚至间接地涉及到全球变暖。多个地点的测量将加强潜在的洞察力。在粒子物理学方面,我们已经确定了一个独特的作用,在研究反中微子从核电复杂的,在55-60公里的范围内离岸。不仅可以精确测量大多数中微子混合参数,包括$θ_{13}$(取决于大小),而且中微子质量等级可以用一种迄今为止没有讨论过的方法来确定,而且这种方法不依赖于物质效应。该探测器正在纸上、实验室和海上进行积极的研究。一个跨学科的国际合作正在形成,一个重大提案的计划正在进行中,随后将在几年内进行建设。
2008-10-28 hep-ex hep-ph
Prospects for observations of high-energy cosmic tau neutrinos
我们研究了在活动星系核核中观测到源自质子加速的高能宇宙τ中微子(E \geq 10^6 GeV)的前景。我们认为,真空味中微子振荡诱导的τ介子中微子流量比大大超过预期的相当小的值从内在生产的可能性。考虑到可能通过特征双簇射事件探测到下行高能宇宙τ中微子,给出了水下/冰光切伦科夫中微子望远镜的判据和事件率。
2000-06-13 astro-ph hep-ex hep-ph
Multi-messenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A
先前在中微子中探测到的单个天体物理源仅限于太阳和超新星1987 A,而高能宇宙中微子的扩散通量的起源仍然未知。2017年9月22日,我们探测到一个高能中微子IceCube-170922 A,能量约为290 TeV。它的到达方向与已知的伽马射线耀变体TXS 0506+056的位置一致,观测到该耀变体处于耀斑状态。随后开展了广泛的多波长活动,从射频到伽马射线。这些观测表征了耀变体的可变性和能量,包括首次在极高能伽马射线中探测到TXS 0506+056。中微子在空间上与活动阶段的伽马射线发射耀变体重合的观测表明耀变体可能是高能中微子的来源。
2018-07-23 astro-ph.HE hep-ex
Neutrino Mixing Discriminates Geo-reactor Models
地质反应堆模型表明,在不同的深地位置存在天然核反应堆,其输出功率定义不严格。反应堆裂变产物经历β衰变,并释放出电子反中微子,这些反中微子通常会逃离地球。中微子混合扭曲了电子反中微子的能谱。在地球表面观察到的扭曲频谱的特征可以确定地质反应堆的位置,区分模型并促进更精确的功率测量。地球反应堆的存在与已知的位置可以使精确测量的中微子振荡参数δ-质量平方。
2009-05-16 hep-ex nucl-ex physics.geo-ph
Coherent elastic neutrino-nucleus scattering -- First constraints/observations and future potential
相干弹性中微子-核散射(CE $ν$ NS)的探测为中微子物理学在标准模型内外开辟了新的可能性。在2017年首次发现之后,已经出现了几次实验尝试,允许使用现代检测技术的全部功能来研究这种反应通道。作为几个反应堆实验之一,CONUS的目的是观察德国Brokdorf核电站强大的$3.9$ GW $_{th}$反应堆发射的反中微子。特别是,超低阈值,高纯度锗探测器内的精密屏蔽设计中的应用在核反应堆堆芯附近代表了一个重要的一步,高统计中微子探测与小型探测器。除了传统的相互作用,标准模型中微子部分的典型扩展可以用不同中微子源和几种靶材料提供的数据来研究。其中,新的中微子相互作用以及电磁中微子的性质是特别感兴趣的。本次演讲给出了现有的CE $ν$ NS结果的概述,并强调了使用不同的中微子源和靶材料的优势。CONUS的例子被用来证明最近和未来的CE $ν$ NS测量的各种能力。
2023-01-09 hep-ex hep-ph
Observation of the east-west anisotropy of the atmospheric neutrino flux
首次在大气中微子流中观测到由初级宇宙射线在地球磁场中偏转引起的东西向各向异性。使用一个45千吨年的曝光的超级神冈探测器,552个类电子和633 μ类水平走向的事件被选择在400和3000 MeV/c之间的动量范围。类e和类μ事件的方位角分布与考虑地磁场的大气中微子通量计算的预期一致,验证了在GeV能量范围内产生大气中微子的地磁场效应是很好理解的。
1999-01-12 astro-ph hep-ex
KamLAND neutrino spectra in energy and time: Indications for reactor power variations and constraints on the georeactor
神冈液体闪烁体反中微子探测器(KamLAND)对来自(主要是日本)核反应堆的中微子事件谱在能量域和时间域都很敏感。虽然KamLAND事件的能谱允许确定中微子振荡参数,但时间谱可用于监测已知和未知的中微子源。通过使用可用的每月binned的数据,事件的能量在KamLAND和反应堆的功率在日本,我们进行的中微子事件谱的能量和时间的可能性分析,并发现显着的迹象,有利于已知的反应堆源的时间变化,相比,假设的情况下,恒定的反应堆中微子通量。我们还发现,KamLAND的数据放置有趣的上限的功率推测核反应堆在地球的核心(所谓的地质反应堆),这样的限制加强了太阳中微子的中微子质量和混合参数的约束。我们的研究结果证实了KamLAND信号的标准解释是由于已知反应堆源的振荡中微子。
2005-05-10 hep-ex hep-ph nucl-ex
Geometry of the effective Majorana neutrino mass in the neutrinoless double-beta decay
无中微子双β衰变($0νββ$)是鉴别大质量中微子Majorana性质的一个独特过程,其衰变速率取决于Majorana中微子有效质量的大小$\langle m\rangle_{ee}$。我们提出了一种新的“耦合棒”图来描述复平面上的$\langle m\rangle_{ee}$,从而直观地理解中微子质量有序和CP破坏相位对$\langle m\rangle_{ee}$的影响.我们表明,这种几何语言使我们能够很容易地获得最大值和最小值的$|\langle m\rangle_{ee}|$。即使有新的物理对$\langle m\rangle_{ee}$有贡献,它也是可用的,而且它还可以推广到描述其它轻子数破坏过程中可能出现的有效Majorana质量$\langle m\rangle_{eμ}$,$\langle m\rangle_{eτ}$,$\langle m\rangle_{μμ}$,$\langle m\rangle_{μτ}$和$\langle m\rangle_{ττ}$.
2014-06-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Compact Neutrino Source
在短基线观测中发现了一些关于不育中微子的证据,其中测量的中微子通量与预期不符。预期值的系统不确定性限制了这一方法的敏感性。在多个距离处的观测可以通过隔离距离依赖性来消除归一化不确定性。这对高$Δm^{2}$无菌中微子不起作用,因为它们在大多数观测距离上都是完全混合的,只会改变通量的归一化。基于亚临界裂变反应堆的紧凑型强中微子源将允许在亚米级距离尺度上观察振荡,并清楚地区分系统归一化和预期振荡的$L/E$依赖性。
2015-05-15 hep-ex hep-ph physics.ins-det
History of Solar Neutrino Observations
由小雷蒙德·戴维斯领导的第一个太阳中微子实验相对于太阳模型的预测,太阳中微子出现了短缺,自20世纪70年代以来被称为“太阳中微子问题”。由Masatoshi Koshiba领导的Kamiokande实验成功地观察到了太阳中微子,首次报道于1989年。观测到的太阳中微子流量几乎是预测的一半,证实了太阳中微子问题。由于太阳能模型可能存在不确定性,这个问题在一段时间内没有得到解决。2001年,通过比较超级神冈和萨德伯里中微子天文台的结果,发现太阳中微子问题是由于中微子振荡造成的,这是第一次与模型无关的比较。对太阳中微子振荡的详细研究已经完成,当考虑到中微子振荡的影响时,太阳中微子实验的结果与太阳模型的预测是一致的。本文回顾了太阳中微子观测的历史,详细介绍了神冈和超级神冈的贡献。
2022-03-12 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
The diffuse neutrino flux from supernovae: upper limit on the electron neutrino component from the non-observation of antineutrinos at SuperKamiokande
我推导出一个上限的电子中微子组件的扩散超新星中微子通量的约束在SuperKamiokande的反中微子组件。反中微子和中微子通道之间的联系是由于超新星中产生的μ子和τ中微子和反中微子通量的相似性,以及这些物质在恒星内部转化为电子中微子和反中微子。在中微子能量高于19.3 MeV的情况下,电子中微子通量的极限为5.5 cm^-2 s^-1,比勃朗峰的直接极限强3个数量级。它代表了未来直接搜索所需的最低灵敏度,并且非常接近萨德伯里中微子天文台(SNO)和ICARUS实验的范围。如果测量电子反中微子流,电子中微子流将有一个下限。根据中微子产生时光谱的细节,第一个中微子最多可以比第二个中微子小2-3倍。
2006-04-25 astro-ph hep-ex hep-ph
Geoneutrinos at Jinping: Flux prediction and oscillation analysis
地中微子是由地球内部天然存在的放射性核素(特别是$^{238}$ U、$^{232}$ Th和$^{40}$ K)的β衰变产生的电子反中微子($\barν_e$)。对这些中微子的测量为地球辐射生热提供了强有力的约束,并对地球模型进行了检验。由于地中微子通量中的$\barν_e$的预测受中微子振荡的影响,我们进行了计算,包括详细的振荡分析在地球周围产生的地中微子和反应堆中微子的传播。给出了四川锦屏地下实验室3千吨级中微子探测器的预期地中微子信号、反应堆中微子本底率和系统误差预算。此外,我们评估了敏感性的地中微子通量,Th/U比和在地球内部的一个可能的裂变反应堆的功率。
2017-02-07 hep-ex physics.geo-ph physics.ins-det
Neutrinos from dense environments : Flavor mechanisms, theoretical approaches, observations, and new directions
本文综述致密环境中中微子的味改变机制、相关理论方法与观测意义,梳理了从中微子-中微子相互作用到多领域关联的研究进展,并指出其对解答恒星爆炸、r过程位点及未来中微子观测的价值。
2024-10-10 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Potential of Geo-neutrino Measurements at JUNO
地球上任何一点的地中微子通量都是我们星球内放射性元素丰度和分布的函数。这种通量已被1-kt KamLAND和0.3-kt Borexino探测器成功探测到,这些测量受到其低统计数据的限制。计划中的20 kt JUNO探测器将提供一个令人兴奋的机会来获得高统计测量,这将提供数据来解决几个具有地质重要性的问题。本文介绍了JUNO探测器的设计思想,预期的地中微子信号和相应的背景。用标准最小二乘法计算了JUNO的地中微子测量精度。本文还讨论了Th/U比值和地幔测量的可能性。
2016-02-18 hep-ex hep-ph physics.geo-ph
How much Uranium is in the Earth? Predictions for geo-neutrinos at KamLAND
地球中微子探测可以确定我们星球内长寿命放射性元素的数量,从而提供对块状硅酸盐地球(BSE)模型的直接测试,并确定辐射成因对地热的贡献。我们提出了一个预测的地球中微子信号在KamLAND作为在地球上的铀质量的函数。该预测基于全球质量平衡,并辅以对探测器附近区域的详细地球化学和地球物理研究。预测是弱依赖于地幔建模。如果BSE是正确的,铀的地中微子将在神冈每年产生25到35个事件和10^32个质子。
2005-08-04 astro-ph hep-ex hep-ph
Pinpointing Extragalactic Neutrino Sources in Light of Recent IceCube Observations
冰立方合作组织最近报告了对高能天体物理中微子流的观测。事件的角分布是一致的各向同性的中微子,这是预期的河外起源的到达方向。我们估计在冰立方观测水平上从许多河外源的准扩散叠加中检测单个中微子源的前景。我们的分析考虑了源分布的集合变化以及单个源的事件统计。我们通过对多重谱线的观测,证明了冰立方在其目前的配置下,在运行的5年内,对罕见的< 10^-8 Mpc^-3 yr^-1瞬变源类是敏感的。由于背景较大,识别与时间无关的源更具挑战性。我们估计,在同一时期,冰立方对密度小于10^-6 Mpc^-3的稀疏源很敏感,这是通过将事件与一个集合中最近的100个源联系起来实现的。我们表明,下一代中微子天文台的5倍的冰立方和其他类似的检测器性能的有效面积将增加约两个数量级的源密度和速率的灵敏度。
2014-06-09 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Exploring the hidden interior of the Earth with directional neutrino measurements
地球总热流的大约40%是由地壳和地幔中的放射性衰变提供的。这些衰变产生的地中微子为我们的星球的起源、形成和热演化以及其内部的组成提供了重要线索。以前的地中微子测量都依赖于逆β衰变反应的检测,这是不敏感的钾的贡献,并没有提供有关地球内的地中微子源的空间发布的模型无关的信息。在这里,我们提出了一种方法,用于测量以前未解决的组件地球的辐射加热中微子电子弹性散射和低背景,方向敏感的跟踪探测器。我们计算的曝光需要探测各种贡献的总地球中微子通量,特别是那些与钾,地幔和核心。这里提出的测量方法为探索地球内部神秘的运行机制开辟了一条道路。
2017-10-19 hep-ex hep-ph physics.geo-ph
Solar, supernova, atmospheric and geo neutrino studies using JUNO detector
除了其主要目的是利用反应堆反中微子揭示质量等级(MH)外,中国江门的JUNO实验还将有助于研究来自非反应堆源的中微子。在这张海报中,我们回顾了JUNO在超新星、大气、太阳和地球中微子领域的目标;介绍了相关的实验问题,并提供了目前对其潜力的估计。对于一个距离为10 kpc的典型星系SN,JUNO将记录大约5000个逆β衰变事件,2000个中微子-质子弹性散射事件,300个中微子-电子散射事件,以及${^{12}}{\rm C}$核上的带电电流和中性电流相互作用。对于大气中微子,JUNO应该能够探测到$ν_e$和$ν_μ$带电电流事件。乐观地说,在10(20)年的数据采集后,可以在1.8 $σ$(2.6 $σ$)水平下测定MH。JUNO还将研究来自${^{7}}{\rm Be}$和${^{8}}{\rm B}$的太阳中微子,分别为低能量($\approx$ 1 MeV)和高能量,以提高我们对振荡机制和太阳金属丰度的物质效应的理解。挑战主要来自于放射性和宇宙成因背景:两个基准闪烁体放射性纯度的预期性能,显示。地球中微子的通量使我们对地球的组成和形成有了深入的了解。我们将展示JUNO的20 KTon液体闪烁体的大灵敏质量所提供的增加的样本大小将如何提供数据来回答几个地质问题,其中包括U/Th比和地幔测量。
2016-10-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Observation of Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering by COHERENT
COHERENT合作测量了相干弹性中微子核散射(CEvNS)的第一次在美国橡树岭国家实验室的Spectron中子源,使用CsI[Na]探测器。在这里,我们讨论的CEvNS过程的性质,物理动机,和测量CEvNS的实验考虑。我们描述了CsI[Na]测量,以及COHERENT的现状和未来。
2018-01-17 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Probing for variation of neutrino mass with current observations
利用最新的宇宙微波背景辐射(WMAP三年、CBI、ACBAR、VSA)、Ia型超新星(“金样品”)、星系团(SDSS三维物质功率、Lyman- $α$森林和重子声振荡(BAO))等观测数据,对变质量中微子进行了全局拟合。我们发现中微子质量随时间演化的参数$δ$是弱约束的,并且中微子质量的极限可以放宽到原来的两倍。将海德堡-莫斯科实验的$0\nu2β$衰变数据加入到我们的分析中,发现$δ$可以被严格约束,质量变化的中微子在99.7%的置信水平上是有利的。
2007-07-17 astro-ph gr-qc hep-ex
Geotomography with solar and supernova neutrinos
我们展示了如何通过研究地球物质对地球内部太阳中微子和超新星中微子振荡的影响,原则上可以重建地球的电子数密度分布。由于地球物质对太阳中微子和超新星中微子振荡的影响存在一个非常简单的解析公式,因此振荡问题的直接反演是可能的。从地球层析成像的角度来看,这些振荡比加速器或大气中微子的振荡有许多优点,这是因为太阳和超新星中微子是作为质量本征态而不是味道本征态到达地球的。特别是,这允许重建的密度分布,即使在地球上相对较短的中微子路径长度,也不对称的配置文件。我们研究的要求,未来的实验必须满足,以实现给定的精度的地球层析成像。
2005-02-17 astro-ph hep-ex hep-ph