Downward Terrestrial Gamma-ray Flash observed in Winter Thunderstorm
在2017年11月24日的一场冬季雷暴中,安装在日本海平面上的柏崎刈羽核动力站的闪烁探测器探测到了与闪电放电同时发生的能量高达$\sim$ 10 MeV的强烈伽马射线爆发。爆发的持续时间为亚秒级,这暗示了光中子的产生。爆发的主要部分被分解成四个强烈的伽马射线束,每个都与低频无线电脉冲相一致。这些束的间隔为0.7- 1.5 ms,每个束的持续时间为$\ll$ 1 ms。因此,目前的爆发可以被认为是一个“向下”的地面伽马射线闪光(TGF),这是类似于从太空观察到的上行TGF。虽然闪烁探测器被这些束流严重饱和,但与它们相关的总剂量被电离室成功测量,该电离室由发电厂周围的9个监测站使用。根据这些信息和蒙特卡罗模拟,我们认为这次向下的TGF发生在2500 $\pm$ 500 m的高度,涉及能量超过1 MeV的$8^{+8}_{-4} \times 10^{18}$雪崩电子.这个数字与上行TGF的数字相当。
2019-07-14 astro-ph.HE hep-ph physics.ao-ph
Atmospheric and galactic tau neutrinos
能量大于GeV的中微子在地球大气层和银河系平面中发生的p(A,p)相互作用中大量产生。比较的τ和μ中微子流量的存在下,中微子振荡从这两个天体物理站点。指出银道面τ中微子流在向下的大气τ中微子流中占主导地位的能量值比这两个站点的μ中微子流占主导地位的能量值低得多。最后,对未来可能观测到的银河系τ中微子流的前景也作了简要的介绍。
2004-01-30 astro-ph hep-ph
Upward-going muons and neutrino oscillations
从神冈,Baksan,MACRO,IMB,和SuperKamiokande实验可用的上行μ介子数据进行审查和合并。的中微子质量和混合参数的界限推导出两个和三个口味的振荡。这些界限是没有显着的冲突与振荡的解决方案,在亚GeV和多GeV的能量范围内观察到的大气中微子味异常。所有可用的大气数据的组合倾向于支持nu_<--->mu nu_e通道相对于nu_mu <--->nu_tau通道,而不利于三倍最大混合场景。
1997-08-01 hep-ph
Multiple Muons From Neutrino-Initiated Multi-W(Z) Production
目前的地下探测器可以从活动星系核的高能中微子引发的多W(Z)产生中寻找多μ子。O($μ$ b)截面产生向下运动的μ子束,其特征不同于大气μ子束。
1993-08-29 hep-ph
On the transport equations of cosmic neutrinos passing through Earth and secondary nu_mu fluxes
研究和分析了宇宙μ介子和τ中微子在地球中传输方程迭代解的收敛性。为了实现nu_tau、nubar_tau和相关τ ^{ \pm }通量耦合输运方程迭代解的快速收敛,提出了一种新的半解析输入算法,其中在初始零阶输入中已经实现了特有的τ衰变贡献。此外,通过考虑τ流引发的τ瞬发衰变τ → nu_mu引起的次级nu_mu和nubar_mu通量的贡献,推广了μ子中微子的一般单输运方程.本文给出了地下中微子望远镜的微分和总天底角积分的上行μ ^- + μ ^+事件率,并与初级nu_mu、nu_tau和tau通量引起的μ子事件率进行了比较。
2006-10-26 hep-ph
Muon and Gamma Bundles tracing Up-going Tau Neutrino Astronomy
向上和水平的Tau空气簇射,UpTaus和HorTaus,可以追踪在地平线边缘掠过的超高能中微子Tau地球。它们的次级μ子、电子对和γ束闪光可以在水平簇射中追踪它们在UHECR次级上的性质。事实上,大气层是一个完美的放大器,也是阵雨的过滤器:向下和水平的μ介子束可能仍然是掠过地球大气层的超高能宇宙射线的起源,但它们丰富的伽马成分将被指数抑制。在大天顶角下,在穿过大于3 10^3 g cm^-2的大倾斜深度X后,μ子和次级γ(由飞行中μ子衰变产生的电子对)的数量是相当的。另一方面,来自UpTaus和HorTaus的向上的μ子束可能出现在一个γ μ子比大于10^2的年轻簇射中,留下一个特征性的印记。我们估计UpTaus和HorTaus率从地球,我们评估的结果事件率的μ子,电子对和γ束。我们表明,这样的事件,即使是最小的GZK中微子通量可以检测到闪烁体阵列放置在山上在1- 5公里,并指向地平线。所需的阵列面积在几十到几百平方米之间。理想的结构是一个面向地平线的王冠状双探测器阵列。我们认为,这样的探测器将能够探测到μ子束,其最小平均通量为10^-11 cm ^-2 s^-1 sr^-1,电磁粒子γ和电子对为3 10^-9 cm^-2 s^-1 sr^-1,对于GZK中微子通量,每年探测几次。
2004-09-20 astro-ph hep-ex hep-ph
Air-Showers in Space and Z-Showers in Universe for Neutrino Astronomy and Spectroscopy
在PeV-EeV能区,视界放大的Tau气簇可能为中微子天文学打开一扇新的强有力的窗口。中微子诱导的空气阵雨天文学的兴起是因为中微子质量,它们的混合以及随后在中微子飞行到太空中时τ味道的补充;逃离地球的τ空气阵雨是被数百万μ子,数十亿伽马和数千亿光子秒放大的主要痕迹。地球的边缘及其锐利的阴影是UHE中微子的巨大束流收集器,也是tau空气簇射(以及PeV反中微子电子通过共振相互作用散射到空气电子上)的几乎无噪声的屏幕。冠状阵列探测器的水平切伦科夫信号的山区,气球和卫星扩大立体角的看法正在制定;深和广泛的山谷考虑。对于EeV Tau中微子空气簇射天文学来说,向下指向地面的MAGIC望远镜充当了一个巨大的数十km^3水当量探测器,使其成为(在给定方向上)目前PeV上最强大的专用中微子望远镜。面对海边缘的MAGIC也必须显示镜像向下的UHECR空气簇射(切伦科夫)闪光。魔冠系统可能在不久的将来导致最大的中微子探测器。它们可能位于山顶,飞机或气球上,或卫星阵列中。它们可能在深谷中被遮蔽。山顶上的MILAGRO(以及过去的MILAGRITO或未来更大的探测器)可能已经隐藏了水平向上的μ介子束的记录,这是由于远UHECR和EeV的τ空气簇射(但更罕见)。UHE中微子也可能散射在残留的轻中微子(0.1-0.2 eV)上,以ZeV能量的宇宙射线在宇宙中淋浴。
2006-07-24 astro-ph hep-ph
GeV to TeV astrophysical tau neutrinos
能量大于GeV的中微子大量产生于地球大气层、银河系平面和星系团等天体物理场所的p(A,p)相互作用中。比较了这三个有代表性的天体物理站点在存在中微子振荡的情况下的τ中微子和μ中微子通量。指出当中微子能量E低至10 GeV时,非大气层的τ中微子通量开始超过下行的大气层τ中微子通量.这个能量值远低于在存在中微子振荡的情况下,非大气μ中微子通量占主导地位的能量值E \geq 5 \times 10^4 GeV。对未来可能观测到的非大气层τ中微子通量的前景作了简要的介绍。
2004-07-16 astro-ph hep-ex hep-ph
Supernova fast flavor conversions in 1+1D : Influence of mu-tau neutrinos
在稠密的超新星环境中,中微子可以经历快速的味转换,这取决于大的中微子-中微子相互作用强度。最近的研究表明,当从通常使用的三种中微子方法转向更一般的六种中微子方法时,它们的存在和结果都会受到影响。在这里,我们建立在以前的工作上进行这一主题,并进行了数值模拟的味道演变的空间和时间,假设六个中微子物种。我们发现,在我们以前的工作中提出的结果仍然是定性相同的,即使在空间和时间的风味演变。这强调了在研究快速风味转化时,需要超越三个物种的简单近似。
2022-10-27 hep-ph
Tau Now
UHECR和UHE中微子图的相关性似乎是最不确定的。我们在这里表明,一些奇特的UHECR窄集群可能连接到第一UHE μ子中微子轨道。此外,我们讨论了最好的过滤和放大的UHE中微子天文学的上升tau空气簇射。他们发现新的项目可能很快就会实现。
2016-02-10 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
The Rise of High Energy Neutrino Astronomy at Horizon
高能中微子天文学的能量窗口可能由一个新的向上和水平的Tau空气簇射(UpTaus,HorTaus)探测器(反射器和光学阵列)统治,该探测器位于高山链之外几公里处,或者位于高山链的顶部上方,或者在飞机上飞行,在彗星上和彗星上向下朝向地壳地平线。当向下看地球寻找向上和水平的Tau空气簇射时,相同的光学探测器可能经常捕获由向下的簇射宇宙射线反射或散射的宇宙射线切伦科夫光,这些宇宙射线击中地球土壤(海洋,湖泊,冰地,沙漠或地面)。这些新的探测器可能会被建立为一个圆形的混合冠状阵列,在高配额面对地平线与目前最大的望远镜,如魔术或夏隆或ASHRA的,如果能够看到地球边缘以下。UpTaus和HorTau天文学在10^15 eV到10^19 eV的能量窗口可以测试Z-爆发中微子模型中最大的初级中微子通量,以解决GZK难题,甚至是较小但不可避免的GZK中微子通量。这些HorTus信号很可能在未来的EUSO实验中被观察到。
2003-07-28 astro-ph hep-ph nucl-th
Up-Down Asymmetry: A Diagnostic for Neutrino Oscillations
我们提出了一个简单的测试地下中微子数据之间的区别中微子振荡模型。它使用了向下的事件和向上的事件之间的不对称性,分别为电子和μ子事件。由于典型的地下探测器的对称性,不对称性可以与计算进行比较,而几乎不需要模拟程序的中介。此外,我们表明,各种振荡的情况下产生显着不同的轨迹的不对称性与能量的μ子和电子。这允许在模型之间进行清晰的区分。
1997-09-24 astro-ph hep-ex hep-ph
Tau Neutrinos with Cherenkov Telescope Array
下一代成像大气切伦科夫望远镜,如CTA,将大大提高高能宇宙射线的探测能力。在我们的论文中,我们讨论了使用这种装置来检测掠地τ中微子的可能性。有趣的是,分析表明,在平谱射电类星体产生的中微子通量较大的乐观情况下,对于能量高于$10^8$ GeV的事件,每年可以检测到数量级很少的事件。然而,即使对于更保守的宇宙成因中微子通量,也将获得这样的速率,但要运行十年。这一估计似乎也是一个像CTA这样的高能中微子天文学装置的候选者。
2020-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Highest Energy Neutrino Showers in EUSO
EUSO实验在监测向下的地球大气层时,可以观察到常见的超高能宇宙射线(UHECR),也可以观察到高能中子诱导簇射,这些簇射要么以高(PeVs)能量向上燃烧到探测器,要么以高得多的GZK E >= 10^19 eV能量向上燃烧到探测器,水平地在空气中簇射,要么垂直向下簇射。这些向上、水平和垂直的簇射中的一小部分可能是由天体物理上的UHE中微子与地球大气层本身的直接相互作用产生的;然而,UHE中微子的主要信号是向上和水平的Tau空气簇射,UPTAUS和HORTAUS(或掠过地球的中微子),出生在最宽的地壳冠(海或岩石)区域,分别在PeVs和GZK能量下通过UHE nu_tau + Nuclei--> tau相互作用:它们的速率和特征显示在EUSO阈值与其他UHE空气相互作用中微子信号和背景的中微子注量图中。在10^19 eV的能量下,EUSO观测到的源自HORTAU的有效靶质量可能超过(在海上)一个宽而巨大的环体积,其大小超过1/2*A_Euso*l_tau*(L_nu/2 R_Earth)^2 = 5130 km ^3。由此产生的HORTAUS事件率(即使在10% EUSO占空比寿命下)可通过至少100次年度事件对预期的Z-突发模型进行深入测试。即使是最罕见但不可避免的GZK中微子(观测到的宇宙UHECR中产生的次级中微子)也可能在几个(或几十个)水平簇射事件中被发现;从这一观点来看…
2003-05-05 astro-ph gr-qc hep-ph
Deep Core muon neutrino rate and anisotropy by mixing and CPT violation
中微子被允许混合并在它们的味道中振荡。特别是μ子和τ子在最大值处振荡。最后一次米诺斯实验声称它们的物质和反物质质量之间可能存在差异,导致第一次违反最受信任的CPT对称性。各向同性出生的大气μ子中微子在20-80 GeV,当它们上升时,它们可能会被混合部分抑制,类似于历史上的SuperKamiokande μ子中微子消失到τ中,导致大尺度的各向异性信号。在这里,我们显示了一个独立的μ子率预测深核的基础上观察到的SK信号外推到深核质量及其周围。我们的预测与以前的预测有部分不同。中微子μ子消失到τ中导致垂直上行μ子轨道的各向异性:特别是沿着通道3-5,我们预计中性电流事件,带电电流电子和倾斜交叉μ子的巨大速率(数万次事件)。此外,在通道6-9,我们预计由于μ子消失(在CPT保守框架中),速率会受到严重抑制。这样的各向异性可以通过在E> 45 GeV能量下的一个以上的弦探测来部分地测试。当能量大于35 GeV时,CPT破坏会导致更大的反中微子μ子减少,从而导致对垂直上升径迹的更显著的抑制。
2010-12-23 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino oscillations as a "which-path" experiment
通过与双缝和布拉格散射实验的比较,指出了简单量子力学在理解中微子振荡实验中的作用。强调了把光束和探测器看作一个关联量子系统的重要性。单从量子力学就可以看出,在超级神冈台的同一个中微子探测器中观测到的向上和向下运动的中微子之间的差异需要中微子质量差异的存在。在实验室系统中,源和探测器在空间中长时间的定位导致中微子动量的不确定性,但不是能量的不确定性,以及具有不同动量和相同能量的状态之间的相干性,而不是具有不同能量的状态之间的相干性。
1999-11-30 hep-ph
Anomalous ANITA air shower events and tau decays
南极脉冲瞬变天线(ANITA)中的两个不寻常的中微子事件似乎是由从地平线以上25-35度角的地球上出现的粒子的空气簇射产生的。我们用一个简化的探测模型来计算ANITA的有效孔径,以说明入射标准模型τ中微子和与τ中微子混合的无菌中微子的预期事件的角度依赖性的特征。我们将无菌中微子孔径的结果应用到暗物质的场景中,长寿命的超大质量暗物质衰变为无菌中微子样粒子。我们发现,对于τ衰变产生的上行空气簇射,从标准模型的各向同性通量来看,通过抑制的弱相互作用截面耦合到τ的无菌中微子或其他粒子不能对异常事件负责。
2019-06-27 astro-ph.HE hep-ph
Rates of Horizontal Tau Air-Showers observable by satellites
向上和水平的Tau空气簇射UpTaus和HorTaus可以追踪在地平线边缘掠过的超高能中微子Tau地球。我们表明,这样的事件,即使是最小的GZK中微子通量可以检测到的空间望远镜,如EUSO项目。这些水平Tau簇射将跟踪非常长的扇形,多指簇射,其特征将由EUSO,OWL实验揭示。此外,它们年轻的次级介子、电子对和伽马束闪光的额外印记可能会使它们的性质与水平簇射中较老的UHECR次级介子的性质分开。事实上,在大天顶角下,遥远和古老的超高能宇宙射线的μ子、电子对和伽马数变得相当。相反,来自UpTaus和HorTaus的向上的μ子束(以及通过反中微子电子+电子共振在阿格纽峰)可能出现在γ-μ子比高达10^2的年轻簇射中。这样一个非常典型的印记可能被山上的皇冠探测器阵列、太空中的飞机或气球以及太空中的伽马卫星观测到。我们估计了来自地球的UpTaus和HorTaus率以及由此产生的+/-μ束的事件率,这些束在92 °-97 °的通量可能超过大气中微子引起的上行μ子通量一至两个数量级。
2005-01-03 astro-ph hep-ph nucl-ex
Paucity of downward UHE neutrino tracks in IceCube versus unexpected huge KM3-230213A event: solving the puzzles?
Rome University “La Sapienza”(罗马大学)
KM3-230213A事件的超高能中微子轨迹引发IceCube等探测器的困惑,质疑其是否由大气μ子束导致,提出阵列漂浮可能误导几何方向,从而影响到达角度判断,可能开启新的τ中微子天文学研究。
2025-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Common Origin of mu-tau and CP Breaking in Neutrino Seesaw, Baryon Asymmetry, and Hidden Flavor Symmetry
我们推测,所有的CP破坏(狄拉克和马约拉纳类型)产生于一个共同的起源中微子跷跷板。通过这个概念上有吸引力的和简单的猜想,我们推导出,mu-tau打破共享共同的起源与所有的CP破坏。我们研究了在跷跷板拉格朗日量的狄拉克质量矩阵中的μ-τ和CP破缺的共同起源(右手中微子是μ-τ盲的),它唯一地导致了轻中微子的反质量序.然后,我们预测了两个小的μ-tau破坏观测值theta_{13}-0和theta_{23}-45之间的非常不同的相关性,这可以饱和theta_{13}的实验上限。这将被测试对我们以前的正常的质量排序计划正在进行的振荡实验。我们还分析了theta_{13}与Jarlskog不变量和可观测到的无中微子双β衰变的相关性。从中微子跷跷板中CP和μ-τ破缺的共同起源出发,建立了低能CP破坏与重子不对称性的宇宙学CP破坏之间的直接联系.利用这些结果,我们进一步预测了theta_{13}的一个下界,支持了大亚湾theta_{13}、Double Brachz和RENO实验的正在进行的探测。最后,我们分析了轻中微子扇区的Z_2 × Z_2对称结构,并将其映射到跷跷板扇区,其中一个Z_2对应于μ-τ对称,另一个对应于隐含对称Z_2^s(在我们以前的工作中揭示),它决定了太阳混合角θ_{12}。我们导出了在有μ-τ破缺的情况下(有或没有中微子跷跷板),关于theta_{12}测定和μ-τ破缺…
2012-04-17 hep-ex hep-ph
Fluxes of Atmospheric Neutrinos and Related Cosmic Rays
大气中微子束同时跨越10 ~ 10000公里的路径长度,分别对应于向下和向上的中微子。与任何中微子振荡实验一样,在这种情况下,对数据的解释也取决于对中微子束的详细了解。宇宙线核子的原始谱、带电粒子在其中传播的地磁场和大气中强子相互作用的性质是这些成分的组成部分。在这次演讲中,我回顾了最近的证据,中微子振荡的超级神冈(Y。福田等人,Phys. Rev. Letters 81(1998)1562)。
1998-11-12 hep-ph
Lepton Flavour Violation in a Supersymmetric Model with A4 Flavour Symmetry
在味对称群A4 XZ 3 XU(1)_{FN}下的超对称不变量模型中,计算了mu-> e γ,tau-> mu γ和tau -> e γ的分支比,其中近三双峰轻子混合是自然预言的.在小对称性破缺参数u(与反应器混合角theta_{13}同阶)的主导阶,我们发现分支比一般按u ^2标度。对mu -> e γ的分支比应用电流约束表明,对于小于1000 GeV的质量参数m_{SUSY}和m_{1/2},在模型中u或tan(β)的小值是优选的。从正在进行的MEG实验预期的约束将提供一个严格的约束的参数空间的模型要么强制u约0.01和小tan(β)或m_{SUSY}和m_{1/2}以上1000 GeV。在flavon扇区中的普适软超对称破缺项的特殊情况下,振幅和分支比标度为u^4发生抵消,从而允许较小的slepton质量。预测tau -> mu γ和tau -> e γ的分支比与mu -> e γ的数量级相同,这排除了在不久的将来观察到这些tau衰变的可能性。
2009-11-19 hep-ph
Lepton Mass Effects in Single Pion Production by Neutrinos
我们重新考虑应用于重子共振的中微子激发的费曼-基斯林格-拉夫达尔模型。轻子质量的影响包括在内,使用的形式主义的Kuzmin,柳金和Naumov。此外,我们考虑了介子极对强子轴向矢流的贡献。应用这种新的形式主义的反应nu(mu)+ p --> mu + Delta在E(nu)约1 GeV的小角度给出了一个抑制的截面,在阿德勒的前向散射定理的屏蔽校正。在E(nu)约7 GeV处应用于过程nu(tau)+ p -> tau + Delta导致预测向前运动的轻子的右手tau极化,与基于等压线模型的计算一致。我们的形式主义是一个改进版本的Rein-Sehgal模型,将轻子质量效应与PCAC一致的方式。
2008-06-15 hep-ph
Common Origin of Soft mu-tau and CP Breaking in Neutrino Seesaw and the Origin of Matter
中微子振荡数据强烈支持μ-τ对称性作为中微子扇区的一个很好的近似味对称性,它必须出现在任何可行的中微子质量产生理论中。μ-τ破缺不仅很小,而且是Dirac CP破坏的根源。我们猜想,离散的μ-τ和CP对称性是基本对称性的跷跷板拉格朗日(尊重相互作用项),他们只是轻轻打破,从一个共同的起源通过一个独特的三维Majorana质量项的重右手中微子。从这个概念上有吸引力和简单的结构,我们可以预测在低能量下的软mu-tau破缺,导致两个明显的小偏差θ_{23} - 45^o和θ_{13} - 0^o之间的定量关联。这就把正在进行的混合角θ_{23}的测量与即将进行的混合角θ_{13}的实验探测联系起来。我们发现,θ_{23} -45 ^o的任何偏差都必须给θ_{13}加上一个下限。此外,我们推导出低能狄拉克和马约拉纳CP破坏从一个共同的软破缺相关联的中微子跷跷板中的μ-τ破缺。最后,从中微子跷跷板中的CP软破缺导出了轻子生成过程中重子不对称性的宇宙学CP破坏。我们从低能Dirac CP相位完全重建了瘦生CP-不对称性,并建立了宇宙学CP-破坏和低能Jarlskog不变量之间的直接联系。我们预测了θ_{13}混合角的新的上下界,即1^o < θ_{13} < 6^o。此外,我们揭示了一个新的隐藏的对称性,它决定了太阳混合角θ_12的群参数,并包括传统的三双极大混合作为一个特殊情况,允许偏离它。
2010-04-01 hep-ph
Cascade Events at IceCube+DeepCore as a Definitive Constraint on the Dark Matter Interpretation of the PAMELA and Fermi Anomalies
暗物质衰变或湮灭为μ + μ-或τ + τ-被认为是PAMELA和Fermi报告的e+e-异常的解释。最近的分析表明,在DeepCore的补充下,IceCube将能够在不到五年的运行时间内将衰变的参数空间限制在mu+mu-,并排除衰变到tau+tau-和湮灭到mu+mu-。这些分析依赖于从下行nu_mu测量IceCube+DeepCore中的类轨道事件。在本文中,我们表明,通过测量所有中微子味道引起的级联事件,IceCube+DeepCore可以在仅运行三年的时间内排除衰变到mu+mu-,并在仅运行一年的时间内排除衰变到tau+tau-和湮灭到mu+mu-。这些约束对暗物质晕轮廓的选择具有很强的鲁棒性,并且与暗物质-核子截面无关。
2010-02-04 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Astronomy and Cosmic Rays Spectroscopy at Horizons
一个新的空气淋浴物理学可能在未来几年内在地平线上崛起,在不同的角度和高度提供一个微调过滤宇宙射线天体物理学和一个向上中微子诱导的空气淋浴天文学。这种机会的出现大部分是因为中微子质量,它们的混合以及在太空飞行期间最稀有的tau味道的补充。水平大气作为高能宇宙射线(CR)的过滤器,作为超高能中微子(UHE)的束流收集器,以及其广泛的簇射区作为大气中τ衰变的强大放大器。地球的尖锐阴影扮演着巨大的UHE中微子探测器体积和即将到来的EeVs tau空气簇射(以及PeVs反中微子电子空气相互作用)的无噪声屏幕的角色。Tau Airshower的项目正在山顶或悬崖边缘发展。夏威夷的ASHRA和犹他州的CRNTN正在跟踪荧光,而其他关于山上、气球和卫星上的皇冠阵列探测器的新项目则是针对切伦科夫灯进行的。面对安第斯山脉边缘的AUGER探测器和位于深谷内的ARGO探测器正在测试倾斜的簇射; MILAGRO(和MILAGRITO)可能由来自地球边缘的水平向上的μ介子束触发; HIRES和AUGER UHECR探测器沿其轴线连接双阵列望远镜,可能测试水平的切伦科夫炽热光子。MAGIC望远镜(赫斯望远镜、Veritas望远镜)和沙伦望远镜可能已经像是一个探测器,只探测到了少数几个PeV和微中子共振事件; MAGIC望远镜向下指向地面,相当于一个巨大的数十立方千米的探测器,使其成为最灵敏的专用中微子望远镜。面…
2006-07-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Uncovering Secret Neutrino Interactions at Tau Neutrino Experiments
研究未来tau中微子实验在探测由轻规范玻色子Z'介导的秘密中微子相互作用中的潜力,发现DUNE大气数据、FLArE100及FASERν2等实验可显著提升对相互作用强度的灵敏度。
2023-11-25 hep-ex hep-ph
The muon Moonshot: Moon subsurface tomography with upward-going muons
School of Physics and State Key Laboratory of Nuclear Physics and Technology, Peking University(北京大学物理学院与核物理与技术国家重点实验室);School of Physics, Sun Yat-sen University(中山大学物理学院);School of Nuclear Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学核科学与技术学院);Guangdong Laboratory for Advanced Energy Science and Technology(广东省先进能源科学技术研究院);Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院近代物理研究所)
提出基于向上μ子的月球地下层析成像μ子登月计划概念,通过蒙特卡罗模拟研究其能谱等,结果显示对探测器高度敏感,可探测地下洞穴和水资源,有望用于未来月球任务。
2026-08-21 astro-ph.EP astro-ph.IM hep-ex
Probing NSI in Atmospheric Neutrino Experiments using Oscillation Dip and Valley
提出了一种利用振荡谷和振荡谷探测中性流非标准中微子相互作用参数$\varepsilon_{μτ}$的新方法。使用模拟的比率的上行和下行重建μ子事件在即将到来的ICAL检测器,我们证明了非零$\varepsilon_{μτ}$的存在会导致在倾角位置的移动,以及弯曲的振荡谷。由于ICAL的电荷识别能力,$μ^-$和$μ^+$的振荡谷位置的相反偏移以及振荡谷曲率的对比度用于将$|\varepsilon_{μτ}|$限制在90% C. L。使用500 kt $\cdot$ yr的暴露量,我们的程序包括统计波动,振荡参数的不确定性,和系统误差。
2021-04-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Sensitivity to Atypical Tau Initiated Air Showers For a High-Altitude Optical Cherenkov Detector
ANITA合作组最近宣布观测到两个上行宇宙线簇射,其出射角分别为$27^{\circ}$和$35^{\circ}$,重建能量为$\sim$ 0.6~EeV。向上的空气簇射(UAS)预计来自地球内部天体物理中微子相互作用产生的τ轻子。然而,在出射角大于$20^{\circ}$时,tau从中微子中出射的概率小于$10^{-7}$,这使得标准模型难以解释这些信号。如果被其他实验证实,这些高能事件将加强物理学超越标准模型的论点。拟议的EUSO-SPB 2和POEMMA仪器都将配备光学切伦科夫探测器,以测量无人机系统的切伦科夫发射,如果瞄准地平线以下足够低的地方,原则上也可以捕获这些事件。对切伦科夫通道的观测将有助于排除这些事件的人为和其他解释。我们在这里提出的灵敏度ANITA anamolous事件的气球和卫星为基础的切伦科夫探测器,可以实现在即将到来的EUSO-SPB 2任务和拟议的POEMMA任务,分别。
2019-10-02 astro-ph.IM hep-ph
Phenomenology of atmospheric neutrinos
的相关性的数据有关向上-去μ子的大气中微子问题的解决方案强调。特别是,他们的列入分析证实了良好的中微子振荡假设,并允许排除一些替代的,外来的解释,如中微子衰变,口味改变中性电流,违反等效原理(至少在其最简单的形式),也区分,在原则上,不同的中微子振荡模型(nu_mu <->nu_tau与nu_mu <->nu_s),因为在物质效应的差异。
1999-05-04 hep-ph
Measurement of Atmospheric Neutrino Oscillations with a High-Density Detector
我们提出了一个实验来检验这一假设,即大气中微子通量的异常是由于nu_mu <->nu_x振荡。它既依赖于消失技术,利用事件率对L/E的依赖性的方法,最近被证明是有效的中微子振荡的检测和振荡参数的测量,并在外观技术,寻找过剩的μ子事件在高能量产生的上行tau中微子。探测器将由有限的流光管交错的铁平面组成。总质量约为30 kt。从现有探测器回收大部分仪器的可能性可以避免研发阶段并减少施工时间。在四年的数据采集中,这个实验将对<->Δ m^2 > 10^-4 eV^2的振荡nu_mu nu_x和接近最大值的混合敏感,并回答nu_x是不育中微子还是τ中微子的问题。
1998-07-27 hep-ph
Crown Detectors to Observe Horizontal and Upward Air-Showers
切伦科夫望远镜和闪烁器设置在面向地平线的皇冠状阵列上,可以显示远距离的宇宙射线簇射,近距离的反中微子-电子+电子--> W-簇射和上升的Tau中微子+ N--> Tau + X,-->簇射,掠过地球的Tau空气簇射。即使是几十PeVs-EeV能量的UHE SUSY Chi + e--> Se电子--> Chi + e也可能在地平线上闪耀,就像反中微子电子在最高峰-爆发簇射。我们显示了第一次估计的下降和上升水平阵雨的痕迹,现在和未来的魔术般的皇冠阵列和他们的相关闪烁的双冠阵列。一个单声道或立体声魔术元素面临的视野已经相当于目前阿曼达地下中微子探测器。
2006-02-24 astro-ph hep-ex hep-ph
Neutrino propagation through Earth: modeling uncertainties using nuPyProp
本研究利用nuPyProp模拟包,量化了地球密度模型、τ去极化效应及电磁能量损失模型对中微子穿地产生带电轻子的出射概率和能谱的不确定性,发现电磁能量损失建模带来的差异最大可达20%-50%。
2023-08-25 astro-ph.HE 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
Oscillations of solar and atmospheric neutrinos
最近的结果从SuperKamiokande的动机,我们研究太阳和大气中的中微子通量的背景下振荡的三个已知的中微子。我们的目标是从全局的角度来确定各种可能性,而不是试图最准确地确定每种情况的参数。对于太阳中微子,我们强调进行一般分析的重要性,独立于任何特定的太阳模型,我们考虑的可能性,任何一种技术-氯,镓或水切伦科夫-有一个大的未知系统误差,使其结果应被丢弃。本文着重研究了大气中微子上、下行通量的比值nu_e和nu_mu。这两种异常都可以用最小方案来描述,其中相应的振荡频率被广泛分离,或者用具有两个可比较的振荡频率的非最小方案来描述。我们讨论了中微子质量矩阵的显式形式,在大气和太阳中微子通量的解释。在最小的计划,我们确定只有两个'零阶'纹理,可以从不间断的对称性。最后,我们讨论了实验策略的各种振荡参数的测定。
1998-11-20 hep-ph
Spectra of neutrinos from dark matter annihilations
我们研究了太阳和地球中暗物质粒子湮灭产生的中微子通量。我们给出了所有已知湮灭通道的中微子味谱:nu-antinu,b-bbar,tau-taubar,c-cbar,轻夸克,ZZ,W^+W^-。我们提出了计算振荡、扰动和nu_tau再生综合效应的适当形式。总速率由O(0.1- 10)因子修正,与天体物理学的不确定性相当,而对光谱的影响可以忽略不计。然后,我们计算不同的信号拓扑结构的中微子望远镜:通过μ子,包含μ子,淋浴,并研究他们的能力,以区分暗物质信号的背景。最后,我们讨论如何测量中微子光谱可以允许重建暗物质的基本属性:它的质量和湮灭分支比。
2010-03-11 astro-ph hep-ex hep-ph
Probing the LSND scale and four neutrino scenarios with a neutrino telescope
本文表明,在TeV的能量尺度下,大气中微子引起的上行μ介子和级联事件的角分布的观测,可以通过一个更大规模的中微子望远镜,如冰立方探测器,可以用来探测一个大的中微子质量分裂,$| Δm^2 | \sim (0.5-2.0)$ eV $^2$,暗示了LSND实验和四个中微子质量方案之间的区别。这是由于这样一个事实,即如此大的质量尺度可以通过MSW效应以及真空振荡在这些能量下促进不可忽略的μ子中微子到电子/τ中微子(和/或反μ子中微子到反电子/反τ中微子)的转换,这与如果所有中微子质量分裂都很小的预期不同。
2003-04-25 astro-ph hep-ex hep-ph
Octahedral Symmetry with Geometrical Breaking: New Prediction for Neutrino Mixing Angle theta_{13} and CP Violation
我们提出八面体群O_h作为中微子轻子扇区的族对称性。我们发现O_h中含有Z_2(mu-tau)× Z_2(solar)和Z_4^l两个子群,它们分别代表中微子和带电轻子的剩余对称性,实现了双峰混合,即theta_{23} = theta_{12} = 45^o和theta_{13} =0^o.我们给出了八面体中BM混合的几何解释,并构造了Z_4^l的自然几何破缺,导致了BM混合的非平凡偏差。我们的理论对一个相对较大的反应堆角,theta_{13} = 45 ^o- theta_{12} = 7.5 ^o-13.7 ^o(3 σ),几乎最大的大气角和近似最大的狄拉克CP破坏,做出了真正简单的预测。这与目前的中微子数据吻合得很好,并将通过正在进行的和即将进行的振荡实验进一步探索。
2012-11-19 hep-ex hep-ph
Flavor revolution at ICECUBE horizons?
最近(2013年5月至11月),ICECUBE提出了最高能量的中微子事件。所有这些事件中的大多数(21)是级联簇射,其通量相对于其他较低能量的大气中微子成分表现出急剧的硬化,这些事件表明地外中微子(主要是nu e,nu tau)的注入,形成级联。ICECUBE声称,这些事件的三分之一(10:6+5:0 3:6)必须是预期的向下μ子和/或大气中微子(μ子轨道占主导地位)的踪迹:这种情况发生的概率非常低,约为0.1- 0.5%。如果几乎所有的28个事件都是由到达我们的非相干态的外星源引起的,那么这个悖论可能会减轻。乍一看,如果能量最高的事件E nu > 60 TeV(17个簇射对4个μ子轨道)大多是外星性质的,那么也可能出现部分解决方案。然而,这个解决方案留下了问题,早期的30 - 60 TeV的能量区域,其8个簇射与3个轨道与大多数附近的大气中微子信号处于紧张状态,通过TeV能量的急剧差异(如深核所示),由10个中微子(μ子)事件超过簇射。这种令人困惑的(快速的)味道从TeV到几十TeV的雨和μ子中微子的缺失的大气nu μ子通量的转变有着深刻的后果。在南极的一些级联阵雨事件也可能测试TeV以上的nu味道变化,直到几十TeV信号的罕见变化。在山或地球表面由UHE nu tau引起的更高能量EeV tau空气簇射,同时作为AUGER阵列掠过陆地地面可能仍然很罕见,但相关的水平向上PeV …
2014-02-27 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Flavorful Interactions of AGN Neutrinos with Dark Matter Spike
School of physics, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基础科学研究院物理学院)
基于冰立方二代能精确测量高能宇宙中微子味比,构建中微子与暗物质相互作用模型,研究其对味比测量的影响,可区分不同模型及预测,还能通过结合多种实验结果获取暗物质尖峰及粒子特性信息。
2026-10-30 hep-ph
Updated Global Analysis of the Atmospheric Neutrino Data in terms of neutrino oscillations
本文根据nu_mu -> nu_tau和nu_mu -> nu_s通道中的中微子振荡,对所有可用的大气中微子数据进行了全球分析,其中nu_s表示无菌中微子。我们进行我们的分析所包含的事件数据,以及向上的中微子引起的μ子通量。除了Frejus、Nusex、IMB和Kamioka实验的数据样本外,我们还包括了Super-Kamiokande的52 kton-yr的完整数据集,Soudan 2最近的4.6 kton-yr包含事件以及MACRO和Baksan探测器的上行μ子结果。从统计分析中可以看出,nu_mu -> nu_tau通道与组合数据的一致性最好,最佳拟合点为sin ^2(2 θ)= 0.99,Δ m^2 = 3.0 * 10^{-3} eV ^2。尽管不太受欢迎,但基于对全部可观测量的全局拟合,不能排除nu_mu -> nu_s通道。
2000-02-14 astro-ph hep-ex hep-ph
Connecting ANITA Anomalous Events to a Non-thermal Dark Matter Scenario
ANITA合作观测到了两个EeV能量的向上的事件,它们起源于地平线以下。由于没有任何标准模型(SM)粒子以这样的能量和出射角在地球上传播,能够产生所需的观测事件的生存概率,因此出现了几种超越标准模型(BSM)的方案。我们提出了一个方案,其中一个$Z_2$奇数扇区负责这种异常事件。次轻的$Z_2$奇粒子或次轻的稳定粒子(NLSP),由超高能中微子与核子相互作用产生,可以穿过地球,然后衰变为最轻的$Z_2$奇粒子或最轻的稳定粒子(LSP)和τ轻子。NLSP的长寿命性质要求它与LSP的耦合非常小,使LSP在早期宇宙中处于热平衡之外。LSP可以是一种非热的暗物质,而NLSP产生的τ轻子在穿过地球后衰变可以解释ANITA事件。我们首先表明,一个纯粹的非热暗物质的情况下不能引起所需的事件率,而混合的情况下,暗物质可以有热以及非热贡献其遗迹丰度,服务的目的。
2020-04-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sterile Neutrinos and Flavor Ratios in IceCube
中微子望远镜中观测到的天体物理中微子的味道成分是不同天体物理中微子产生机制之间的有力对比,也可以告诉我们中微子的粒子物理性质。在本文中,我们调查如何可能存在的轻不育中微子可以影响这些风味比。我们考虑两种情况:(i)在传统的天体物理学来源中产生中微子,然后部分振荡到无菌状态;(ii)来自暗物质的中微子衰变,其主要风味成分在τ中微子或无菌中微子中增强。在整个文件中,我们约束的无菌中微子混合参数从一个完整的全球适合短和长的基线数据。我们提出了我们的结果的味道三角形的形式,并为方案(ii),作为排除限制的暗物质的质量和寿命,来自一个适合冰立方高能量的起始事件和贯穿的μ子。我们认为,确定一个可能的中微子流量从暗物质衰变可能需要分析的味道组成作为中微子能量的函数。
2017-01-17 astro-ph.HE hep-ph