New Power to Measure Supernova $ν_e$ with Large Liquid Scintillator Detectors
我们研究的前景探测超新星$ν_e$在JUNO，RENO-50，LENA，或其他批准或建议的大型液体闪烁探测器。超新星$ν_e$在液体闪烁体中的主要探测通道是它与电子的弹性散射和它与$^{12}$ C核的荷电相互作用。在现有的闪烁体探测器中，来自这些相互作用的事件的数量太小而不是非常有用。然而，在为新探测器计划的20千吨规模上，这些通道成为探测$ν_e$发射的强大工具。我们发现，$ν_e$光谱可以很好地测量，总能量的精度优于$\sim 40\%$，平均能量的精度优于$\sim 25\%$。这足以区分甚至接近的平均能量，例如，11 MeV和14 MeV，这将测试超新星模型的预测。此外，它将通过测试非热光谱来帮助限制超新星中的中微子混合效应。如果没有这样大的液体闪烁体探测器（或添加钆的Super-Kamiokande，具有类似的能力），超新星$ν_e$将被测量得很差，阻碍了对超新星，中微子和可能的新物理学的理解。
2014-12-29 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
How to observe 8B solar neutrinos in liquid scintillator detectors
我们表明，液体有机闪烁体探测器（例如，KamLAND和Borexino）利用nu_e带电电流与自然包含在中微子中的~（13）C核的相互作用，可以测量太阳8B中微子流。中微子事件可以通过利用产生的13 N核随后衰变的时间和空间重合来识别。我们在KamLAND，Borexino和在SNOLab的可能的液体闪烁体探测器的背景进行了详细的分析，表明8B太阳中微子信号可以提取在几年的数据采集具有合理的不确定性。KamLAND应该能够从已经收集的数据中提取大约18个太阳中微子事件。展望了巨型闪烁体探测器（如LENA）的发展前景。
2005-09-22 astro-ph hep-ex hep-ph
Physics process of cosmogenics Li-9 and He-8 production on muons interactions with carbon target in liquid scintillator
用GEANT 4模拟了液态闪烁体中μ子与次级簇射粒子相互作用产生宇宙成因Li-9和He-8的过程。光核反应似乎主导了它们的产生。推导了它们的能量依赖关系。与已有数据的比较表明了模拟结果的可靠性。
2008-09-23 hep-ph
Sub-GeV Dark Matter Detection with Dark Rates in Liquid Scintillators
SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器国家实验室）；Stanford University（斯坦福大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
利用液态闪烁体中的暗率探测亚GeV暗物质，通过多探测器验证与优化技术
2025-12-15 hep-ex hep-ph
Remark on the studies of the muon-induced neutron background in the liquid scintillator detectors
本文对液体闪烁探测器地下实验中μ子感生本底的研究提出了看法。所得结果与实验数据符合得很好，特别是中子产额。这是第一次，当这种研究成功地获得相同的中子产额从实验中获得的。
2010-01-20 hep-ph
Positronium signature in organic liquid scintillators for neutrino experiments
电子反中微子通常在液体闪烁体实验中通过逆β衰变检测，通过观察反应产物中子和正电子之间的重合。在正电子湮灭之前，电子-正电子对可以形成正电子偶素（o-Ps）状态，具有几ns的平均寿命。即使o-Ps衰变被自旋翻转或拾取效应加速，它也可能在光子发射时间分布中引入失真，这对于反中微子实验中的位置重建和脉冲形状鉴别算法至关重要。反问题，o-Ps诱导的时间畸变代表了一种新的标记液体闪烁体中的反中微子的签名。本文报道了中微子物理学中有机液体稀释剂常用溶剂（假枯烯、直链烷基苯、苯基二甲苯乙烷和十二烷）的o-Ps形成几率和寿命的测量结果。我们还表征了假枯烯+1.5 g/l的2，5-二苯基恶唑的混合物，作为波长移动剂的荧光剂。在本文的第二部分中，我们证明了o-Ps引起的闪烁光子发射时间分布的畸变代表了一个最佳的签名，用于标记正电子的事件的事件的基础上，潜在地提高了反中微子的检测。
2011-02-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Ultralight dark matter search in a large liquid scintillator detector
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Kaiping Neutrino Research Center（开平中微子研究中心）；Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN（墨西哥国立自治研究院高级研究中心物理系）；Departamento de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学物理系）
研究超轻标量暗物质与中微子耦合在大型液体闪烁体探测器中的现象学，分析其对中微子振荡参数的调制效应，并展示探测器作为探测暗物质-中微子相互作用的工具。
2026-07-02 hep-ex hep-ph
Characterizing Single-Signal Events from Atmospheric-Neutrino Neutral-Current Interactions in Large Liquid Scintillator Detectors
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；North China Electric Power University（华北电力大学）
本研究表征大型液体闪烁体探测器中大气中微子中性流单信号事例的模型依赖性，给出事例率与能谱，凸显江门地下中微子天文台等装置的物理潜力。
2026-09-01 hep-ex hep-ph
Showering Cosmogenic Muons in A Large Liquid Scintillator
我们提出了一个20千吨的球形液体闪烁探测器下700至900米的岩石宇宙成因μ子的传播的FLUKA模拟的结果。簇射μ介子是一种除了电离能之外，还在探测器中沉积至少3 GeV的μ介子。我们发现20%的μ子是淋浴式的，另外10%的μ子事件是μ子束，其中超过一个μ子进入探测器。在这个范围内的淋浴和束分数是强大的对深度和地形的变化，因此，对于一个给定的实验的总淋浴和束率可以通过结合我们的结果与总μ子通量的估计。一个结果是，直接将KamLAND使用的全探测器簇射μ介子切割适应JUNO或RENO 50将产生几乎消失的探测器效率。
2014-09-15 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Detecting the Diffuse Supernova Neutrino Background in the future Water-based Liquid Scintillator Detector Theia
基于水基液体闪烁器（WbLS）的大规模中微子观测站将非常适合于测量漫射超新星中微子背景（DSNB）。WbLS技术提供了高信号效率和有效的抑制，否则压倒性的背景从中性流相互作用的大气中微子。为了说明这一点，我们调查的DSNB的灵敏度为两种配置的未来Theia探测器通过开发预期的信号和背景抑制效率沿一个完整的分析链。基于对剩余信号和背景速率的统计分析，我们发现，对于标准模型假设，190 kt $\cdot$年的相当适度的暴露将足以声称微弱DSNB信号的（$5σ$）发现。我们的结论是，与其他实验技术相比，WbLS提供了最高的信号效率超过80%和最好的信号显着性超过背景。
2021-01-27 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Neutrino interactions in liquid scintillators including active-sterile neutrino mixing
中微子在核心坍缩超新星事件中起着重要作用，因为它们是理解爆炸机制的关键。对中微子通量的分析可以回答中微子的相关问题，例如：本文研究了中微子振荡和eV无菌中微子的存在对超新星中微子流$F_ν(E)$的影响。我们计算了超新星中微子流的能量分布和在液体闪烁体中探测到的事件总数。我们还提出了一个分析的转换概率作为一个功能的活性-无菌中微子混合参数。最后，我们进行了统计分析，以提取该模型的混合参数的值。
2022-02-04 hep-ph nucl-th
Foraging for dark matter in large volume liquid scintillator neutrino detectors with multiscatter events
我们表明，暗物质的每核子散射截面$\gtrsim 10^{-28}~{\rm cm^2}$可以发现的液体闪烁中微子探测器，如BOREXINO，SNO+，和JUNO。由于接收到的暗物质通量很大，这些探测器可以发现质量高达$10^{21}$ GeV的暗物质，超过目前直接探测实验（如XENON1 T和PICO）的质量灵敏度两个数量级以上。我们推导出自旋独立和自旋相关的截面灵敏度，这些探测器使用现有的选择触发器，并提出了一种改进的触发程序，提高了两个数量级的灵敏度。我们解释这些敏感性的三个暗物质的情况下：（1）散射的有效接触算子，（2）QCD带电的暗物质，（3）最近提出的普朗克质量的重子带电的暗物质模型。考虑到地球的密度分布和元素组成以及核自旋，我们计算了由于地球覆盖层而导致的这些探测器上的暗物质通量衰减。
2019-04-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Getting the Most from Detection of Galactic Supernova Neutrinos in Future Large Liquid-Scintillator Detectors
未来的大型液体闪烁体探测器可用于观测银河系核心坍缩超新星（SN）中的中微子的各种反应通道：（1）逆β衰变$\overlineν^{}_e + p \to n + e^+$，（2）中微子-质子弹性散射$ν+ p \to ν+ p$，（3）中微子-电子弹性散射$ν+ e^- \to ν+ e^-$，（4）带电$ν^{}_e$相互作用$ν^{}_e + {^{12}}{\rm C} \to e^- + {^{12}}{\rm N}$，（5）中微子-质子弹性散射$ν+ p \to ν+ p$。（5）带电电流$\overlineν^{}_e$相互作用$\overlineν^{}_e + {^{12}}{\rm C} \to e^+ + {^{12}}{\rm B}$ ;（6）中性电流相互作用$ν+ {^{12}}{\rm C} \to ν+ {^{12}}{\rm C}^*$。液体闪烁体中丰度较低的$^{13}{\rm C}$原子也被认为是目标，并且考虑了带电电流相互作用$ν^{}_e + {^{13}}{\rm C} \to e^- + {^{13}}{\rm N}$和中性电流相互作用$ν+ {^{13}}{\rm C} \to ν+ {^{13}}{\rm C}^*$。在这项工作中，我们第一次表明，在一个单一的{液体}闪烁体探测器，如江门地下中微子天文台（JUNO）的所有这些通道的全球分…
2016-07-01 hep-ph
Probing the Earth's interior with a large-volume liquid scintillator detector
未来的大体积液体闪烁体探测器将提供对源自铀和钍链的$β$衰变的地球反中微子的高统计测量。此外，中子在探测反应$\barν_e+p\to n+e^+$中的向前位移提供了方向信息。我们调查的要求，这样的探测器来区分某些地球物理模型的基础上的地中微子通量的角度依赖性。我们的分析是基于蒙特卡罗模拟与不同水平的光产额，考虑空载和钆负载的发光二极管。我们发现，一个50 kt的探测器，如拟议的LENA（低能中微子天文学）将检测偏离各向同性的地中微子通量显着。然而，对于未加载的闪烁体，如果仅使用方向信息，则在不同地球物理模型之间进行有用区分所需的时间太大。一个装有Gd的闪烁体大大改善了这种情况，尽管一个50 kt的探测器仍然需要几十年的时间来区分地球物理参考模型和一个在地核中有大量中微子源的模型。然而，对地中微子总通量及其光谱的高统计测量仍然提供了对地球内部极其有用的一瞥。
2006-10-04 hep-ph
Short-baseline Neutrino Oscillation Waves in Ultra-large Liquid Scintillator Detectors
强大的新型数千吨液体闪烁中微子探测器，包括NOvA和LENA，将在未来十年内上线。当这些探测器与短基线的中等功率静止衰变（DAR）中微子源耦合时，这些探测器可以决定性地解决最近在高Δ m^2下中微子振荡的模糊信号。这些探测器的长度大于50 m，因此使用DAR光束，特征振荡波将在探测器的长度上明显，从而提供对振荡现象的有力验证。LENA可以同时执行numubar到nuebar的出现和nue到nue的消失搜索，具有前所未有的灵敏度。鉴于NOvA目前的设计，它可能仅限于核消失，但在高Δ m^2区域也具有出色的灵敏度。对于外观通道，LENA可以提供LSND和MiniBooNE信号区域的严格测试，> 5 σ，基准体积减小为5 kt，中微子源为10 kW。此外，在nue模式下LENA和NOvA消失灵敏度与最近的反应堆异常（表明可能的nuebar消失）互补，并将在3 σ水平上覆盖这种可能的振荡信号。
2011-05-25 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Search for the proton decay p->K+antineutrino in the large liquid scintillator low energy neutrino astronomy detector LENA
LENA（低能中微子天文学）探测器是一种大体积液体闪烁体探测器，非常适合于天体物理、电子物理和粒子物理等领域的研究。本文研究了这种探测器在寻找超对称性有利衰变通道p ~->K ~+反中微子中质子衰变的潜力。基于Geant 4，对LENA探测器中质子衰变以及探测能窗内的背景辐射进行了蒙特卡罗模拟。从这些模拟的效率为65%的检测可能的质子衰变已被确定。在十年的测量时间内，质子寿命的下限，关于衰变通道的研究，τ>4.10^{34} y可以达到。
2005-11-18 hep-ph
Towards a complete reconstruction of supernova neutrino spectra in future large liquid-scintillator detectors
在本文中，我们展示了如何进行一个相对更真实和完整的重建超新星中微子光谱在未来的大型液体闪烁体探测器，通过实施奇异值分解的方法与适当的正则化。对于银河系中距离$10~{\rm kpc}$的核塌缩超新星，由逆β衰变过程$\overlineν^{}_e + p \to e^+ + n$可以精确测定其$\overlineν^{}_e$谱，其分辨率与江门地下中微子观测站（JUNO）相当的$20~{\rm kiloton}$液体闪烁探测器可以记录5000多个事件。对于$ν^{}_e$和$ν^{}_x$，我们必须主要依靠弹性中微子-电子散射$ν+ e^- \to ν+ e^-$和弹性中微子-质子散射$ν+ p \to ν+ p$，其中$ν$表示所有三种口味的中微子和反中微子的集合，而$ν^{}_x$表示$ν^{}_μ$和$ν^{}_τ$以及它们的反粒子。为了证明我们的方法的有效性，我们还试图重建的中微子光谱，通过使用时间积分的中微子数据从最新的数值模拟延迟中微子驱动的超新星爆炸。
2018-04-02 astro-ph.HE hep-ph
Reactor Neutrino Experiments with a Large Liquid Scintillator Detector
本文讨论了用大型液体闪烁探测器进行反应堆中微子振荡实验的几个新设想。我们考虑两种不同的情况下的小混合角$θ_{13}$与移动$\barν_e$源的测量：一个核动力船，如潜艇或破冰船，和一个移动反应堆的陆基方案。前一种设置可以在90%置信水平下实现对$\sin^2 2θ_{13} \lesssim 0.003$的灵敏度，而后一种设置的性能仅略好于双反高斯。此外，我们研究的精度，可以实现的太阳能参数，$\sin^2 2θ_{12}$和$Δm_{21}^2$，与移动反应堆和传统的发电站。使用移动反应堆，精度可能略高于当前的全局拟合数据，而使用动力反应堆，精度可以降低到1%以下。这样的精确度对于测试理论模型是至关重要的，例如夸克-轻子互补。
2007-01-19 hep-ph
Prompt directional detection of galactic supernova by combining large liquid scintillator neutrino detectors
核心坍缩的超新星会产生几十兆电子伏范围内的电子反中微子的强烈爆发。目前，世界各地都在使用几种大型液体闪烁体探测器，它们通过反β衰变（IBD）过程对低能反中微子探测非常有效。在这篇文章中，我们开发了一个程序，迅速提取超新星的位置，通过重新审视IBD运动学的细节在广泛的能量范围内的超新星中微子。结合目前所有基于闪烁器的探测器，我们可以定位一个典型的超新星在10千秒差距的精度为45度（68%C. L）。在增加了下一代基于反射器的探测器之后，精度可以达到12度（68%C.L.），从而达到大型水切伦科夫中微子探测器的性能。我们还讨论了一个可能的改进超新星预警系统（SNEWS）的实验间网络的方向性信息在每个实验中的实施。最后，我们讨论了用LLSD数据约束中微子能谱和新诞生的中子星质量的可能性
2015-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
