The Neutrino Mass Hierarchy at Reactor Experiments now that theta13 is Large
既然已知θ 13很大，那么中等基线反应堆实验就可以观察到电子反中微子存活概率曲线的精细结构，即波长为4 π/Δ M ^[2_31]的L/E近似周期性振荡。相对于L/E的周期性被2-3个振荡打破，在正常（倒置）层次的情况下，前16个振荡高（低）移动近1%，接下来的16个低（高）移动。每个峰的能量决定了质量差的特定组合，例如，几乎所有在40 km以下基线可见的峰的质量差都是cos ^2（θ 12）Δ M^2_31 + sin ^2（θ 12）Δ M^2_32。将这些组合相互比较或与NOvA结果比较，原则上可以确定质量等级。或者，由于1-3和2-3振荡概率的傅立叶变换的相位相差1-2振荡概率，所以在1-2振荡的最大值附近，总生存概率的复相位可以用于确定层次。两种干扰效应使这项任务变得困难。首先，反应堆之间的千米距离将峰值的幅度降低到约4 MeV以下。其次，即使是100公里或更远的反应堆也会显著地掩盖1-2振荡最大值，这也使用单个探测器测量太阳混合角变得复杂。
2012-09-18 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy determination at reactor antineutrino experiments
中微子混合角$θ_{13}$在反应堆反中微子实验中得到精确测量后，中微子质量等级是中微子物理学中最重要的未决问题之一。江门地下中微子观测站（JUNO）是在不考虑物质效应的情况下测定中微子质量等级（MH）的观测站。JUNO站点位置经过优化，以获得质量等级测定的最佳灵敏度。JUNO将在地下700米的实验室中使用20千吨液体闪烁体探测器。出色的能量分辨率和PMT覆盖范围将为我们提供前所未有的机会，以达到3-4 $σ$精度。本文将介绍JUNO探测器的设计和仿真工作。此外，另一个中程反应堆反中微子实验RENO-50也将进行类似的测量。在这些实验的努力下，很有可能在未来10年内确定中微子质量等级。
2016-04-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Optimization for Mass Hierarchy
反应堆中微子的Δ m^2_13振荡频率在正常和倒置质量等级之间相差6.4%。该频率差随距离和时间累积为相位差。最佳距离是当层次之间的最大相位差发生在可观测的反应堆中微子谱的峰值附近时。添加了一些相关近期工作的引用。
2013-06-21 hep-ex hep-ph
Reactor Neutrino Spectral Distortions Play Little Role in Mass Hierarchy Experiments
低能电子在核β衰变中的库仑增强在伴随的反中微子谱中在β衰变终点能量处产生尖锐的截止。已经证实，这些特征将干扰测量中微子质量等级对振荡核反应堆反中微子谱的影响。这些锯齿状的特征将出现在详细的反应堆反中微子光谱中，其特征能量尺度类似于53公里基线附近中微子质量等级确定的关键振荡周期。然而，这些锯齿状的扭曲被发现有助于在一个幅度只有百分之几相对于质量层次依赖的振荡模式在傅立叶空间。在傅立叶余弦和正弦变换中，编码中微子质量等级的特征在给定$3.2\%/\sqrt{E_\mathrm{vis.}/\mathrm{MeV}}$（完美）探测器能量分辨率的情况下，对详细能谱的锯齿状失真的最大贡献的显著性超过十六（三十三）倍。这些失真的影响被证明是可以忽略不计的，即使在反应堆的频谱，振荡参数和计数统计的不确定性被认为是。当能量响应的非线性控制在0.5%以下时，即使在能量空间中相反的层次振荡模式几乎退化时，这一结果也是成立的。因此，准确的知识探测器的能量响应，锯齿状的功能，在反应堆反中微子光谱不会显着阻碍中微子质量层次测量使用反应堆反中微子。
2019-02-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Addendum: Neutrino Mass Hierarchy Determination Using Reactor Antineutrinos
根据大亚湾核电站和RENO实验中发现的较大的非零θ_{13}值，我们更新了利用高统计反应堆电子反中微子实验确定中微子质量等级的研究。我们发现，有显着的修改的结果，这允许放松的检测器的特性，如能量分辨率和曝光，需要获得显着的灵敏度，或确定，中微子质量层次在这样的反应堆实验。
2012-08-31 hep-ph
The High Energy Neutrino Nuisance at a Medium Baseline Reactor Experiment
10年后，中等基线反应堆实验将试图从傅立叶变换中微子光谱极值之间的差异（RL+PV）确定中微子质量等级。最近，钱等人声称，差异参数RL+PV对反应堆中微子通量和Δ M的微小变化的强烈依赖性可能会阻碍这一目标的实现^[2_32]。我们证明，这种效果的结果从一个虚假的依赖差异参数的反应堆中微子光谱的非常高的能量（8+ MeV）的尾巴。这种依赖性是虚假的，因为高能尾依赖于外来同位素的衰变，对质量等级不敏感。傅立叶变换中的能量依赖权重不仅消除了这种虚假的依赖性，而且实际上增加了正确确定层次的机会。
2012-08-23 hep-ex hep-ph
Determining the Neutrino Mass Hierarchy with INO, T2K, NOvA and Reactor Experiments
相对较大的测量值$θ_{13}$开辟了通过地球物质效应确定中微子质量等级的可能性。在目前基于加速器的实验中，只有NOvA有足够长的基线来观察地球物质的影响。然而，NOvA在$δ_{CP}$的真实值的知识上受到不确定性的困扰，这可能会大大降低其对中微子质量等级的敏感性。另一方面，地球物质对大气中微子的影响几乎与$δ_{CP}$无关。位于印度的中微子天文台（ICAL@INO）的50千吨磁化铁热量计将观测大气中微子。该探测器的电荷识别能力使其在通过观测地球物质效应确定质量等级方面比其他探测器具有优势。我们详细研究了中微子质量层次的灵敏度，从这个实验模拟使用基于Nuance的发生器为ICAL@INO和折叠的探测器分辨率和效率从一个完整的Geant 4为基础的探测器模拟INO合作获得的数据。然后将ICAL@INO的数据与来自T2 K、NOvA、DoubleBrachz、RENO和大亚湾实验的模拟数据相结合，并进行了对质量等级的联合敏感性研究。利用10年的ICAL@INO数据，结合T2 K、NOvA和反应堆数据，人们可以得到关于中微子质量等级的$2.3σ-5.7σ$发现，这取决于$\sin^2θ_{23}$ [0.4 -- 0.6]、$\sin^22θ_{13}$ [0.08 -- 0.12]和$δ_{CP}$ [0 -- 2 $π$ ]的真实值。
2013-05-30 hep-ex hep-ph
Medium Baseline Reactor Neutrino Experiments with 2 Identical Detectors
在今后10年中，中基线反应堆中微子实验将试图确定中微子质量等级和精确测量θ_12。如果将来自不同基线的相同探测器的数据结合起来，这两种确定方法将更加可靠。虽然可以通过选择与反应器阵列正交的检测器位置来消除干扰效应，但确定质量体系所面临的最大挑战之一是检测器的未知能量响应。通过比较在不同基线处的两个相同检测器处的相似能量处的峰，消除了对单调能量响应的任何相关依赖性。此外，第二个检测器导致新的层次相关的可观的，如傅立叶余弦变换的最大值的位置的比率。同时，我们可以通过使用与两个层次相关联的光谱来比较两个检测器处的ΔM^2_32的χ^2最佳拟合来确定层次。在不同基线处的第二个探测器也打破了θ_12和来自例如远距离反应堆的背景中微子通量之间的简并性，并增加了有效靶质量，其被当前设计限制为约20千吨/探测器。
2012-11-29 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy and electron neutrino oscillation parameters with one hundred thousand reactor events
拟议中的中基线反应堆中微子实验提供了前所未有的机会，同时探测在短波长（Δ m^2和theta_{12}）和长波长（Δ m^2和theta_{13}）下控制$ν_e$振荡的质量混合参数，以及与质量等级相关的微小干扰效应（即，Δ m^2和Δ m^2的相对符号）。为了充分利用这些机会，需要对事件谱进行精确的计算和精细的统计分析。在这样的背景下，我们重新审视了几个输入成分，包括：核子反冲反β衰变及其对能量重建和分辨率的影响，层次和物质的影响，振荡概率，反应堆距离的传播，从地中微子和从远反应堆的不可约背景，以及能量标度和谱形状不确定性之间的简并。我们还引入了一个连续的参数alpha，它可以在正常层次（alpha=+1）和反向层次（alpha=-1）之间平滑地插值。然后将层次结构的确定从假设检验转换为参数估计，其灵敏度由真实情况（alpha=+1或alpha=-1）与不可判定情况（alpha=0）的距离给出。数值实验是为JUNO项目设想的特定设置进行的，假设一个O（10^5）反应堆事件的现实样本。我们发现一个典型的敏感性~2西格玛的层次结构在JUNO，然而，可以挑战的能量尺度和频谱形状系统学，其可能的阴谋影响进行了研究。本文还讨论了其它质量混合参数所能达到的精度。
2013-09-06 hep-ex hep-ph nucl-ex
Experimental Conditions for Determination of the Neutrino Mass Hierarchy with Reactor Antineutrinos
本文报道了利用核反应堆产生的电子反中微子（$\barν_e$）测定中微子质量等级的优化实验条件。通过对$L/E$谱进行傅立叶正弦和余弦变换，可以从$|Δm^{2}_{31}|$和$|Δm^{2}_{32}|$振荡中提取中微子质量等级的特征。为了确定90%概率以上的中微子质量等级，在$\sin 2θ_{13}=0.1$上研究了作为基线函数的能量分辨率的要求。如果中微子探测器的能量分辨率小于$0.04/ \sqrt{E_ν}$，并且由贝叶斯定理得到的探测概率大于90%，则需要将探测器放置在距离反应堆48--53 km的位置，以测量$\barν_e$的能谱。这些结果将有助于建立确定中微子质量等级的实验，这是中微子物理中的一个重要问题。
2015-12-09 hep-ex hep-ph physics.data-an
Comments on the determination of the neutrino mass ordering in reactor neutrino experiments
通过精确研究JUNO和将来的中基线反应堆中微子实验中的真空中微子振荡，我们考虑了确定中微子质量序的问题。我们建议解决中微子质量排序的测定中微子振荡参数的反应堆实验的数据分析和比较，从太阳和KamLAND实验的分析得到的振荡参数。
2016-03-18 hep-ph
Model-Independent Determination of Isotopic Cross Sections per Fission for Reactor Antineutrinos
模型无关的反应堆同位素截面每次裂变的反应堆反中微子数据的全球拟合确定从高浓缩铀（HEU）反应堆率，低浓缩铀（LEU）反应堆率，和反应堆燃料演化数据。考虑到低浓铀堆数据中$^{239}\rm{Pu}$和$^{241}\rm{Pu}$裂变分数之间的隐式准线性关系，得到了可裂变同位素$^{235}\rm{U}$、$^{238}\rm{U}$和Pu的反β衰变（IBD）产额及其关联式。数据驱动的同位素IBD产量提供了一个异常的反应堆同位素截面每裂变，其中预期的反应堆IBD产量的精度优于1%的模型，可以实现为未来的实验。
2022-03-10 hep-ex hep-ph nucl-th
Uncertainty in the Reactor Neutrino Spectrum and Mass Hierarchy Determination
为了使用反应堆中微子确定中微子质量等级，必须克服的挑战之一是非振荡反应堆中微子光谱的理论不确定性：这是最近有人建议在JUNO实验中增加近探测器的原因之一。将讨论光谱不确定性的模型独立处理，以及它对最终结果的影响。此外，由于中微子光谱取决于燃料的化学成分，因此近距离和远距离探测器的光谱将有所不同，因为它们将从不同的核心接收中微子。考虑到反应堆堆芯中燃料化学成分的时间演化，可以从近探测器数据重建远探测器光谱。我们将表明，用于重建光谱的方法可以影响灵敏度的质量层次，但是，如果附近的检测器是足够大的差异将是可以忽略不计的。
2019-07-04 hep-ph
A Global Fit Determination of Effective $Δm_{31}^2$ from Baseline Dependence of Reactor $\barν_e$ Disappearance
最近，大亚湾、双中子站和RENO三个反应堆中微子实验直接测量了中微子混合角$θ_{13}$。本文利用反应堆中微子消失的基线依赖性测量了另一个重要的振荡参数有效$Δm_{31}^2$（= $Δ\tilde{m}_{31}^2$）。将全局拟合应用于公开可用的数据，并通过将两个参数设置为自由来获得$Δ\tilde{m}_{31}^2 = 2.95^{+0.42}_{-0.61} \times 10^{-3}$ eV $^2$、$\sin^22θ_{13} = 0.099^{+0.016}_{-0.012}$。该结果与通过频谱形状分析测量的$Δtilde{m}_{31}^2$互补。测量的$Δ\tilde{m}_{31}^2$与MINOS、T2K和大气中微子实验中由$ν_μ$消失测量的$Δ\tilde{m}_{32}^2$在误差范围内是一致的。最小$χ^2$很小，这意味着三个反应堆中微子实验的结果是一致的。
2013-08-20 hep-ex hep-ph
A new way to determine the neutrino mass hierarchy at reactors
中微子质量排序的确定目前正在进行的几个实验和建议。一个非常具有挑战性的是它的评价反应堆实验的基础上的微小干扰效应之间的$Δm^2_{31}$和$Δm^2_{32}$振荡。目前的分析需要几年的数据采集和极端的能量分辨率，以实现无论如何小于5 $σ$。参考JUNO的实验条件，我们开发了一种全新的技术，该技术将在不到六年的运行时间内提供稳健的5 $σ$测量。这两种排序可以以允许$Δm^2_{31}$的两个不同值为代价来区分。然而，在相同的分析中，可以以远小于1%的前所未有的精度测量$Δm^2_{31}$上的这种简并度（大约$12\times 10^{-5}$ eV $^2$），即$10^{-5}$ eV $^2$。类比与通常的$χ^2$分析，其中的$Δm^2_{31}$简并是更重要的，进行了讨论。已经进行了系统误差和背景的评估和包含，其中最相关的是增加了两个250 km外的远程反应堆工厂。每个贡献的反应堆堆芯的基线及其空间分辨率已被考虑在内。运行两年后可能的结果和预期的初始减少的可用反应堆功率也进行了研究。这些结果证实了JUNO在确定真空振荡主导区域中的质量有序性方面的非常积极的观点。
2017-12-19 hep-ex hep-ph
An estimate of theta_14 independent of the reactor antineutrino flux determinations
在以前的论文[Phys. Rev. D 83，113013（2011）]中，我们已经表明太阳扇区数据（太阳和KamLAND）对参数θ_14敏感，编码电子中微子与第四个（基本上）无菌质量本征态的混合物。在这项工作中，我们证明，这样的数据更喜欢一个非零值的θ_14，这种偏好是完全退化的非零θ_13。在这份报告中，我们展示了最近从全球中微子数据分析中出现的θ_13> 0的证据，如何解除这种简并不利于无菌中微子混合的情况。通过从我们的分析中排除来自反应堆实验的总速率信息，我们将我们的结果与对它们的通量归一化的任何假设解开。通过这种方式，我们确定了在90% C. L.时sin ^2（θ_14）< 0.04的稳健上限。
2012-03-08 hep-ex hep-ph
Determination of the mass hierarchy with medium-baseline reactor-neutrino experiments
我讨论了未来中基线反应堆反中微子实验的中微子质量层次的敏感性。通过使用标准卡方分析，我们发现灵敏度强烈地依赖于基线长度L和能量分辨率（Δ E/E）^2 =（a/ E/MeV）^2 + b^2，其中a和b分别代表统计和系统不确定性。最佳长度为L ~ 40-55 km，分辨率越大，最佳长度越短。对于放置在距离20 GW_th反应堆约50 km处的5 kton探测器（具有12%重量分数的自由质子），实验将在（a，b）=（2，0.5）%（（3，0.5）%）的能量分辨率下运行5（15）年或更长时间后确定平均（Δ chi ^2）_min ~ 9的质量等级。这种类型的实验还可以测量相关的混合参数，精度约为0.5%。
2013-04-30 hep-ph
Precise Determination of the U-235 Reactor Antineutrino Cross Section per Fission
我们认为反应堆反中微子异常是由于一个或多个$^{235}\text{U}$，$^{238}\text{U}$，$^{239}\text{Pu}$，和$^{241}\text{Pu}$反应堆反中微子通量的错误计算的可能性。从数据的拟合中，我们获得了每次裂变$^{235}\text{U}$截面的精确确定$σ_{f,235} = ( 6.33 \pm 0.08 ) \times 10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$，该值比计算值更精确，但与$2.2σ$的计算值不同。其他通量的每次裂变的截面具有很大的不确定性，实际上它们的值不能由拟合确定。我们的结论是，这是很有可能的，至少$^{235}\text{U}$通量的计算必须修改。
2017-02-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Mass hierarchy sensitivity of medium baseline reactor neutrino experiments with multiple detectors
报道了中基线反应堆中微子多探测器实验的中微子质量分级灵敏度。通过增加近端探测器和将近端探测器和远端探测器相结合，可以显著提高测定MH的灵敏度。灵敏度提高的大小与单个质量分裂测量的准确性有关，并且需要严格控制近和远探测器的相对能量标度不确定性。我们研究了近探测器的基线和目标质量对组合灵敏度的影响。定义了一个优值系数来优化近探测器的基线和目标质量，对于目标质量为20 kton、基线为52.5 km的远探测器，最优值系数分别为$\sim$ 13 kton和$\sim$ 4 kton。作为未来中基线反应堆中微子实验的典型例子，选择了JUNO和RENO-50近探测器的最佳位置和目标质量。最后，我们讨论了中微子光谱的不确定性的不同影响的设置一个单一的检测器和双检测器，这表明，光谱的不确定性可以很好地约束在附近的检测器的存在。
2016-02-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Determination of the Neutrino Mass Hierarchy at an Intermediate Baseline
一般认为，中微子质量等级可以在长基线实验中确定，通常使用加速器中微子束。反应堆中微子实验在中间基线有能力区分正常或倒置的层次。最近的研究表明，如果混合角为$\sin^2(2θ_{13})>0.02$，则可以通过对L/E光谱进行傅里叶变换来识别质量等级。在这项研究中，一个更敏感的傅立叶分析。我们发现，在中间基线（$\sim 60$ km）处的理想探测器可以识别混合角为$\sin^2(2θ_{13}) > 0.005$的质量等级，而不需要反应堆中微子谱的精确信息和$Δm^2_{32}$的值。
2008-11-26 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy and precision physics with medium-baseline reactors: Impact of energy-scale and flux-shape uncertainties
核反应堆提供了强烈的电子反中微子源，其特征是几MeV的能量E和非振荡的光谱形状Phi（E）。在中等基线距离L ~ O（50）km范围内对反应堆中微子振荡进行高统计观测，将为探测长波长质量混合参数（Delta m^2和theta_12）和短波长质量混合参数（Delta m^2和theta_13）以及与中微子质量等级（正常或倒置）相关的微妙干涉效应提供前所未有的机会。在一个给定的实验设置-这里采取的JUNO项目的明确性-可实现的层次结构的灵敏度和参数的准确性不仅取决于累积的统计，但也对系统的不确定性，其中包括（但不限于）的质量混合先验和归一化的信号和背景。此外，我们还研究了在最先进的估计所激发的合理误差带内，引入探测器能量标度E -> E '（E）和反应堆通量形状Phi（E）-> Phi'（E）的平滑变形的效果。结果表明，能量尺度和通量形状系统学可以显着影响JUNO类实验的性能，无论是在层次歧视和精密振荡物理。结果表明，假设的能量尺度和通量形状的不确定性的显着减少（通过，说，一个因素的2）将是非常有益的物理程序的中基线反应堆项目。我们的研究结果还揭示了反β衰变阈值的作用，地球中微子背景，并在未来的反应堆振荡数据的分析物质的影响。
2015-11-18 hep-ph
Status and Prospects of Reactor Neutrino Experiments
新一代的三反应堆中微子实验在2012年根据电子反中微子的消失对最小中微子混合角θ 13进行了明确的测量。更精确的测量混合角以及电子中微子之间的平方质量差。一个相当大的θ 13值为寻找CP破坏相和确定中微子质量等级打开了一个新的窗口。未来的反应堆实验，JUNO和RENO 50，建议确定中微子质量等级，并进行高精度的测量θ 12，中微子质量2和1之间的平方质量差，以及电子中微子之间的平方质量差。
2015-04-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Optimizing the Determination of the Neutrino Mixing Angle $θ_{13}$ from Reactor Data
大亚湾和RENO合作开发的多探测器的技术突破引起了极大的关注。然而，从反应堆数据中确定中微子混合参数的最佳方法取决于统计方法，需要同样的关注。我们发现，一个简单的方法，使用最小的参数通常会优于多参数的方法，提供更可靠的值，更清晰的分辨率。我们回顾了使用额外参数的模型的标准置信水平和统计惩罚，并将这些规则应用于我们的分析。我们发现，在大亚湾和RENO合作的最近的工作中使用的方法有几个不良的属性。现有的工作还使用了我们无法解释的非标准的重要性措施。目前的方法的一个核心要素是变分拟合比数据点更多的参数。结果，$\sin ^{2}(2θ_{13})$的实验分辨率降低。结果也变得非常敏感的某些模型参数，可以任意调整。在评估重要性时要包括的参数数量是一个普遍被忽视的重要问题。当且仅当除一个参数外的所有参数都被认为与实验的假设检验没有物理相关性时，先前应用的显著性度量才是一致的。更简单、更透明的方法可以改善由反应器数据确定混合角$θ_{13}$的方法，并发挥实验的优越硬件技术的优势。我们预计，未来的实验分析将充分利用这些优势。
2014-01-17 hep-ex hep-ph
The HLMA project: determination of high delta-m^2 LMA mixing parameters and constraint on |U_e3| with a new reactor neutrino experiment
在接下来的几个月里，KamLAND实验将探测太阳大混合角（LMA）MSW解决方案的参数空间作为太阳中微子赤字的起源与$\nuebar$的遥远的核反应堆。然而，如果在自然界中实现的解使得$\Dm2_{sol} \gsim 2 \cdot 10^{-4}$ eV $^2$（此后称为HLMA区域），则KamLAND将仅观察到速率抑制而没有光谱失真，因此它将不具有测量混合参数的最佳灵敏度。在这种情况下，我们提出了一个新的中基线反应堆实验位于海尔布隆（德国），以确定太阳能混合参数的精确值。本文介绍了Heilbronn探测器位置，计算了$\nuebar$相互作用率和周围核电站的正电子能谱。我们还讨论了这种实验的灵敏度|U_e3|在正常和倒置中微子质量等级的情况下。然后，我们概述了探测器的设计，估计自然放射性以及原位宇宙射线μ子相互作用引起的背景信号，并讨论了一种策略，以检测反中微子信号“免费的背景”。
2002-06-24 hep-ex hep-ph
Sensitivity of medium-baseline reactor neutrino mass-hierarchy experiments to nonstandard interactions
我们探讨了在源和检测器上的非标准相互作用对反应堆电子中微子消失实验的解释的影响，短基线和中基线设计。我们使用的限制，从最近的结果从短基线实验和推广目前估计的中基线事件率，包括带电电流的相互作用，在源和检测器与标准的洛伦兹结构，但与非标准的风味结构。我们发现，在50公里的基线处，在目前有利的区域的中间，观察到的事件的平均光谱，提供了一个新的相互作用的探针。我们表明，如果在独立的实验中输入混合参数的精度提高相结合，提高非标准相互作用的灵敏度是可能的，尽管在解释中基线数据的模糊性。我们表明，非标准相互作用可以提高或抑制实验的灵敏度的质量层次，取决于阶段的参数和CP违反阶段的标准三中微子混合图片。
2013-12-11 hep-ph
Precise Determination of the U-235 Reactor Antineutrino Cross Section per Fission
我们调查的反应堆反中微子通量从$^{235}\text{U}$，$^{238}\text{U}$，$^{239}\text{Pu}$，和$^{241}\text{Pu}$的裂变产物的衰变可能是负责反应堆反中微子异常，如果异常是由于反中微子通量的错误计算。我们发现，这是很有可能的，至少$^{235}\text{U}$通量的计算必须修改。从数据的拟合中，我们获得了每次裂变$^{235}\text{U}$截面的精确确定$σ_{f,235} = ( 6.33 \pm 0.08 ) \times 10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$，该值比计算值更精确，但与$2.2σ$的计算值不同。其他通量的每次裂变的截面具有很大的不确定性，实际上它们的值不能由拟合确定。
2016-11-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Improved Determination of the $^{235}\text{U}$ and $^{239}\text{Pu}$ Reactor Antineutrino Cross Sections per Fission
本文给出了反应堆反中微子率与大亚湾$σ_{f,235}$和$σ_{f,239}$测量的组合拟合结果。组合拟合导致更好地确定每次裂变的两个截面：以$10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$为单位的$σ_{f,235} = 6.29 \pm 0.08$和$σ_{f,239} = 4.24 \pm 0.21 $，其各自的不确定度约为$1.2\%$和$4.9\%$。由于每个裂变的理论截面的偏差分别为$2.5σ$和$0.7σ$，我们得出结论，如果反应堆反中微子异常不是由于活跃的无菌中微子振荡，它很可能是可以解决的$^{235}\text{U}$反应堆反中微子通量的重估。然而，具有较大不确定性的$^{238}\text{U}$、$^{239}\text{Pu}$和$^{241}\text{Pu}$通量也可能与理论预测显著不同。
2017-08-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
New reactor data improves robustness of neutrino mass ordering determination
在中微子振荡物理学中，以LMA-暗的名义存在许多精确的简并。这些简并使得在新中微子相互作用存在下，不可能单独用振荡实验确定$Δm^2_{31}$的符号，也就是所谓的大气质量有序。不同的测量方法，包括多振荡通道和中微子散射实验的结合，提升了这些简并性的某些方面。事实上，COHERENT先前对相干弹性中微子核散射（CEvNS）的测量已经排除了介质重于$M_{Z'}\sim50$ MeV的新物理学的LMA-暗解，而宇宙学的考虑不赞成介质轻于$M_{Z'}\sim3$ MeV的这些方案。在这里，我们利用德累斯顿-II实验的新数据，该实验提供了迄今为止反应堆中微子对CEvNS的最强限制。我们表明，这些数据完全消除了介体的$ν_e$部门的退化到兆电子伏尺度，在这一点上，从早期宇宙的约束接管。虽然在$ν_e$扇区中LMA-Dark简并度被提升，但它仍然可以在$ν_μ$和$ν_τ$扇区中恢复，或者与上夸克和下夸克进行非常特定的耦合，我们推测了一条前进的道路。
2022-07-22 hep-ex hep-ph
The LMA MSW Solution of the Solar Neutrino Problem, Inverted Neutrino Mass Hierarchy and Reactor Neutrino Experiments
In the context of three- neutrino oscillations , we study the possibility of using antineutrinos from nuclear reactors to explore the 10^{-4} { \rm eV^2} < \ms \ltap 8 \times 10^{-4} { \rm eV^2} region of the LMA MSW solution of the solar neutrino problem and measure $\ms$ with high precision. The KamLAND experiment is not expected to determine $\ms$ if the latter happens to lie in the indicated region. By analysing both the total event rate suppression and the energy spectrum distortion caused by \bar ν_e oscillations in vacuum, we show that the optimal baseline of such an experiment is L \si…
2002-03-18 hep-ex hep-ph
Nonstandard interaction effects on neutrino parameters at medium-baseline reactor antineutrino experiments
精确测量轻子混合参数和确定中微子质量等级是即将进行的中基线反应堆反中微子实验，如JUNO和RENO-50的主要目标。在本工作中，我们研究了非标准中微子相互作用（NSIs）对测量{sin^2 theta_{12}，Δ m^2_{21}}和{sin^2 theta_{13}，Δ m^2_{31}}的影响，以及在中基线反应堆实验中，通过假设一个典型的实验装置，对中微子质量等级的灵敏度。结果表明，如果NSI参数varepsilon_{e mu}或varepsilon_{e tau}在最乐观的情况下大到2%，则可以在大于3 sigma的水平上排除真实的混合参数sin^2 theta_{12}。然而，NSI效应的发现范围很小，并且关键取决于CP破坏阶段。最后，我们表明，NSI效应可以提高或降低正常和倒置中微子质量等级之间的JUNO和RENO-50实验的辨别能力。
2014-09-23 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy determination and other physics potential of medium-baseline reactor neutrino oscillation experiments
中基线反应堆中微子振荡实验（MBRO）被用来确定中微子质量等级（MH）和精确测量中微子振荡参数。在充分的统计量、优于~3%/ \sqrt{E}的能量分辨率和充分理解的能量非线性的情况下，可以通过分析反应堆反中微子存活谱中大气质量平方差驱动的振荡信号来确定MH。利用这种高性能的MBRO探测器，可以测量到亚百分水平的振荡参数，如\sin^2 2θ_{12}，Δm^2_{21}和Δm^2_{32}，这使得未来的PMNS矩阵么正性测试能够达到~1%的水平，并有助于即将进行的无中微子双β衰变实验限制允许< m_{ββ} >值。结合下一代长基线束流中微子和大气中微子振荡实验结果，MH测定灵敏度可达到更高水平。除了中微子振荡物理外，MBRO探测器还可用于地中微子、天体物理中微子和质子衰变的研究。我们建议启动一项美国研发计划，以确定、量化和满足MBRO实验成功所必需的关键挑战。
2013-10-01 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Shedding light on LMA-Dark solar neutrino solution by medium baseline reactor experiments: JUNO and RENO-50
在存在非标准中性流相互作用（NSI）的情况下，用$\cos 2θ_{12}<0$给出了太阳中微子异常的一个新的解。我们研究如何通过即将到来的中间基线反应堆实验，JUNO和RENO-50测试这种解决方案。我们指出了两个解决方案之间的退化时，两个层次和$θ_{12}$八分圆翻转。然后，我们评论如何可以部分解除这种简并性的长期基线实验敏感的物质效应，如NOVA实验。
2014-07-02 hep-ex hep-ph
Determination of mass hierarchy with medium baseline reactor neutrino experiments
我们研究了未来中基线反应堆反中微子实验对中微子质量等级的敏感性。通过使用标准卡方分析，我们发现灵敏度强烈依赖于基线长度L和能量分辨率（Δ E/E）^2 =（a/sqrt{E/MeV}）^2 + b^2，其中a和b分别代表统计和系统不确定性。发现最佳长度为L ~ 40-55 km，其中对于较差的能量分辨率，优选在该范围内稍短的L。确定质量等级所需的运行时间也强烈依赖于能量分辨率;对于5千吨的探测器（具有12%重量分数的自由质子）放置在距离20 GW_{th}反应堆L ~ 50 km处，三西格玛测定需要在a = 3%和b = 0.5%的情况下运行14年，如果a = 2%，b = 0.5%，则可缩短至5年。另一方面，该实验可以精确地测量混合参数，得到Δ sin ^2（2 theta_{12}）~ 4*10^{-3}，Δ（m_2^2-m_1^2）~ 0.03*10^{-5} eV^2，Δ| m_3^2 -m_1^2| ~ 0.007*10^{-3} eV^2，在5年内，几乎与能量分辨率无关，a < 3%，b <1%。为了将我们的简单（Δ chi ^2）_{min}结果与通过模拟许多实验获得的结果进行比较，我们发展了一种有效的方法来估计（Δ chi ^2）_{min}的不确定性，并将通过实验确定正确质量等级的概率表示为平均（Δ chi ^2）_{min}的函数。
2013-03-22 hep-ph
Prospects For Precision Measurements with Reactor Antineutrinos at Daya Bay
2012年，大亚湾核电站的实验明确观测到了反应堆反中微子在更长的基线上消失，并确定中微子混合角$θ_{13}$不为零。大亚湾的测量提供了迄今为止最精确的$θ_{13}$测定结果。本白皮书概述了未来几年大亚湾反应堆反中微子精密研究的前景。这包括sin $^2 2θ_{13}$和$Δm^2_{ee}$至$<$ 3%的精确测量、反应堆通量和光谱的高统计测量以及非标准物理搜索。
2013-09-30 hep-ex hep-ph
R2D2 - a symmetric measurement of reactor neutrinos free of systematical errors
我们讨论了一个对称的反应堆中微子振荡实验的两个反应堆分开约1公里，和两个对称放置的探测器，一个接近每个反应堆。我们表明，这样的配置允许确定$\sin^22θ_{13}$这是基本上没有系统误差，如果它是可能的，以分开的两个反应器在每个检测器的贡献充分。这可以通过考虑只有一个反应堆以交替方式运行时的数据或通过从探测器中的中子位移获得的方向灵敏度来实现。
2005-02-15 hep-ex hep-ph
Physics implications of recent Dresden-II reactor data
通过最近的Dresden-II反应堆数据，我们研究了它的影响，确定弱混合角，注意淬火功能的效果。我们还确定由此产生的中微子混合矩阵的么正性的约束，以及最一般的非标准中性流中微子相互作用的类型。
2022-11-29 hep-ex hep-ph
The weak mixing angle from low energy neutrino measurements: a global update
考虑到最近的理论和实验输入的反应堆通量，我们重新考虑弱混合角的测定从低能实验。我们对反应堆反中微子实验中所有可用的中微子-电子散射数据进行了全局分析，得到sin^2（θ_W）= 0.252 \pm 0.030。我们讨论了中微子谱的新理论预测的影响，大亚湾合作的反应堆反中微子谱的新测量，以及辐射修正的影响。我们也重新分析了加速器实验中nu_e-e截面的测量结果，包括辐射修正。通过结合反应堆和加速器的数据，我们得到了一个改进的弱混合角的测定方法，sin^2（θ_W）= 0.254 \pm 0.024。
2016-08-09 hep-ex hep-ph
Mass Hierarchy Determination for $θ_{13}=0$ and Atmospheric Neutrinos
本文研究了在θ_{13} = 0的极限下，用大气中微子作为源来确定中微子质量等级的可能性。在这个极限中，不存在θ_{13}驱动物质效应，对Δ_{31}和Δ_{32}的独立测量原则上可以导致等级确定。由于这两者之间的差异为Δ_{21}，因此需要一种可以实现Δ_{21} L/E \gtrsim 1的实验布置。大气中微子可以满足这个条件，因为它们有很大的能量范围和基线。尽管如此，我们发现即使与T2 K或NOvA等明显协同的束流实验相结合，用大气中微子在θ_{13}=0极限下的分级决定也是不现实的。本文讨论了这种情况的原因，并在此过程中阐明了当θ_{13} = 0时，一般确定层次所必须满足的条件。
2009-08-13 hep-ex hep-ph
Determining the Octant of $θ_{23}$ with PINGU, T2K, NOvA and Reactor Data
探讨了平谷大气中微子测量$θ_{23}$八分圆的前景。我们详细研究了中微子的能量和角度分辨率对八分仪灵敏度的影响。结果表明，大气中微子通量预测的系统不确定性，特别是影响中微子能量谱和天顶角谱的系统不确定性，使PINGU的灵敏度大大降低。我们还研究了在长基线实验T2K和NOvA中结合反应堆实验测量$θ_{23}$八分圆的前景。我们研究了NOvA和T2K两种构型下的这种情况，并对它们进行了比较分析。根据仅仅3年的平谷数据，八分仪可以在超过$3σ$ C.L.的温度下确定。对于$sin^2θ_{23}<0.419$和$sin^2θ_{23}>0.586$，如果我们添加反应堆数据，并且如果正常层次为真。在添加来自T2K和NOvA的数据后，灵敏度提高，使得可以在$4σ$ C.L.处确定八分圆。对于$sin^2θ_{23}<0.426$和$sin^2θ_{23}>0.586$，如果正常层次为真。如果$sin^2θ_{23}<0.413$是真的正规层次，那么甚至右八分圆的$5σ$意义也可以实现。真正的倒置层次的灵敏度较低，我们期望从这种情况下的组合数据集确定$sin^2θ_{23}<0.43$和$>0.585$的八分圆。
2013-09-23 hep-ph
Determination of mass hierarchy with $ν_μ\to ν_τ$ appearance and the effect of nonstandard interactions
中微子物理学的关键发展是确定质量等级（MH）和测量轻子扇区的CP相位。跃迁概率$P(ν_μ\rightarrow ν_τ)$和$P(\barν_μ\rightarrow \barν_τ)$的模式对这些振荡参数是敏感的。不对称参数可以定义为这两个概率的差归一化到它们的和。的配置文件的不对称参数给出了一个明确的信号的质量排序，因为它被发现是积极的倒置的层次和负的正常层次。非对称性参数对CP相位也很敏感。我们考虑了非标准中微子相互作用（NSI）对确定质量等级的影响。由于我们假设最大的新物理效应只涉及$τ$扇区，因此我们忽略了生产中的NSI，并研究了检测中的NSI效应以及传播。我们发现，NSI效应可以显着修改的预测的不对称参数，但MH仍然可以解决。
2016-03-30 hep-ex hep-ph
Precision measurement of solar neutrino oscillation parameters by a long-baseline reactor neutrino experiment in Europe
我们认为，太阳中微子振荡参数$Δm^2_{21}$和$θ_{12}$的测定通过研究反应堆反中微子发射的核电厂（主要位于法国）与安装在弗雷尤斯地下实验室的探测器的振荡。比较了147 kt基准质量掺0.1%钆的水切伦科夫探测器（MEMPHYS-Gd）和50 kt规模的液体闪烁探测器（LENA）的性能。在这两种情况下，经过一年的数据采集，$Δm^2_{21}$的$σ$不确定度低于3%，$\sin^2θ_{12}$的不确定度约为20%。日本的掺钆超级神冈探测器（SK-Gd）如果通过更长的SK-Gd数据采集时间来补偿1：7的SK/MEMPHYS基准质量比，则可以达到类似的精度。由MEMPHYS-Gd或LENA收集的几年的反应堆中微子数据将允许在3 $σ$处分别以大约1%和10%的不确定性确定$Δm^2_{21}$和$\sin^2θ_{12}$。这些精度与长基线超束实验中测量大气中微子振荡参数$Δm^2_{31}$和$\sin^2θ_{23}$的精度相当。
2006-07-13 hep-ex hep-ph
Reactor Neutrino Experiments Compared to Superbeams
我们提出了一个详细的定量讨论的测量轻子混合角$\sin^2 2 θ_{13}$与未来的反应堆中微子振荡实验组成的近，远探测器。我们进行了彻底的分析各种系统误差的影响，并比较由此产生的物理潜力计划的第一代超束实验之一。此外，我们调查这两种类型的实验的互补性。我们发现，在现实的假设下，测定$\sin^2 2 θ_{13}$下降到$10^{-2}$是可能的反应堆实验。因此，它们与第一代超束相比具有很强的竞争力，并且可能能够在更短的时间尺度上测试$\sin^2 2 θ_{13}$。此外，我们发现，一个Kamland大小的反应堆实验与一个或两个超束的组合可以大大提高访问中微子质量层次或轻子CP相的能力。
2007-11-07 hep-ex hep-ph
Determination of the neutrino mass hierarchy in the regime of small matter effect
我们指出了T共轭振荡通道之间的协同作用，在确定中微子质量等级与振荡实验相对较短的基线（L < 700公里），其中的物质效应是小的。如果所有四个振荡通道$ν_μ\toν_e$、$\barν_μ\to\barν_e$、$ν_e\toν_μ$和$\barν_e\to\barν_μ$的信息都是可用的，那么几个百分点的物质效应就足以打破符号简并，并允许确定中微子质量等级。的影响进行了讨论，分析考虑相关的振荡概率，并说明与现实的实验装置的数值模拟。这种方法可以应用的可能配置是超级束实验与β束或中微子工厂的组合，或使用具有μ子和电子电荷识别的探测器的（低能）中微子工厂。
2007-03-27 hep-ex hep-ph
Physics with Reactor Neutrinos
核反应堆产生的中微子在推进我们对中微子性质的认识方面发挥了重要作用。第一次直接探测到中微子，证实了它的存在，是使用反应堆中微子进行的。最近利用反应堆中微子的实验也发现了中微子振荡的明确证据，为确定中微子质量和混合提供了独特的输入。正在进行的和未来的反应堆中微子实验将探索其他重要问题，包括中微子质量等级和寻找无菌中微子以及标准模型之外的其他新物理。在这篇文章中，我们回顾了利用反应堆中微子的物理学的最新进展，以及它们为未来发现提供的机会。
2018-10-11 hep-ex hep-ph nucl-ex
Mass Hierarchy Determination via future Atmospheric Neutrino Detectors
我们研究了通过未来探测器对大气中微子的观测来确定Δ m^2_{31}的符号或中微子质量等级的问题。我们考虑了两种建议的探测器类型：（a）兆吨级水切伦科夫探测器，它可以测量nu_μ+ \bar v_μ和nu_e + \bar v_e的存活率;（b）100千吨级磁化铁探测器，它可以测量v_μ和\bar v_μ的存活率。对于与大气中微子相关的能量和路径长度，这些速率从P_{μe}、P_{μμ}和P_{ee}获得显著的物质贡献，导致对层级的可感知的敏感性。我们对这两种探测器的模拟数据进行了分组χ^2分析，其中包括中微子能量和方向的拖尾效应，并结合了探测器效率和相关的统计、理论和系统误差。为了准确地解释中微子参数的不确定性，我们还在中微子参数的允许范围内将χ^2边缘化。最后，我们比较了这两种类型的检测器的性能与一个相对的层次结构的确定。
2007-09-06 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy and octant determination with atmospheric neutrinos
大亚湾实验和RENO实验最近发现θ_{13}不为零且相对较大，这对现有实验和未来设施的规划产生了重大影响。在许多情况下，θ_{13}的非零值意味着θ_{23}可能不同于π/4。此外，大型探测器将对大气中微子振荡的物质效应敏感，从而有可能确定中微子质量等级和θ_{23}的八分圆。我们表明，50 kT磁化液氩中微子探测器可以确定的质量等级与一个显着性大于4西格玛与中等曝光时间，和八分圆在2-3西格玛的水平与更大的曝光。
2012-09-04 hep-ex hep-ph
On the determination of anti-neutrino spectra from nuclear reactors
本文研究了已知的对允许的β衰变谱的高阶修正对测定裂变碎片衰变产生的反中微子谱的影响。特别是，我们试图估计相关的理论误差，发现感应电流，如弱磁性可能最终限制我们的能力，以提高电流的准确性，在某些情况下，甚至可以大大增加理论误差。我们还进行了严格的评估与我们的方法提取反中微子光谱使用合成β光谱的错误。事实证明，仅使用虚拟β分支与有效核电荷的明智选择的拟合提供了具有最小偏差的结果。我们将这种方法应用于U235，Pu 239和Pu 241的实际数据，并在误差范围内证实了最近的结果，这表明能量平均反中微子通量的净向上移动了3%。然而，我们也发现了显着的形状差异，原则上可以通过高统计反中微子数据样本进行测试。
2012-01-17 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutrino Oscillation Studies with Reactors
核反应堆是中微子最强烈、纯净、可控、成本效益最好、最容易理解的来源之一。反应堆在中微子振荡的研究中发挥了重要作用，这种现象表明中微子具有质量，并且中微子味道是量子力学的混合物。在过去的几十年里，反应堆被用于发现中微子，在解决太阳中微子之谜方面至关重要，并允许确定最小混合角$θ_{13}$。在不久的将来，反应堆将有助于确定中微子质量等级，并解决无菌中微子的令人困惑的问题。
2015-04-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Effect of non-unitary mixing on the mass hierarchy and CP violation determination at the Protvino to Orca experiment
研究针对 P2O 实验六年取数，比较幺正与非幺正 3×3 中微子混合情形，评估其质量排序、CP 破坏灵敏度及对非幺正参数的未来约束能力。
2023-06-02 hep-ex hep-ph
Combined analysis of neutrino decoherence at reactor experiments
反应堆实验非常适合于探测由于波包分离而导致的中微子振荡相干性的可能损失。我们结合数据从短基线实验大亚湾和反应堆实验中微子振荡（RENO）和从长基线反应堆实验KamLAND获得的最佳电流限制反应堆反中微子波包宽度，$σ> 2.1 \times 10^{-4}$ nm在90% CL。我们还发现，标准振荡参数的确定是稳健的，即，一旦将不同反应堆中微子实验的结果结合起来，它对假设的退相干效应的存在大多不敏感。
2021-06-09 hep-ex hep-ph quant-ph
Comparisons and Combinations of Reactor and Long-Baseline Neutrino Oscillation Measurements
我们研究了未来各种中微子振荡实验的数据将如何约束三活跃中微子混合模型的物理参数。调查适当占退化和模糊的现象，以及实验测量误差的估计。考虑了各种反应堆测量与预期的J-PARC（T2 K）和NuMI离轴（Nova）数据的组合，包括与质子驱动器升级相关的通量增加和不增加。研究表明，反应堆和离轴数据的组合可以解决简并（如θ 23简并），并给出更精确的信息的振荡参数。本研究的一个主要目的是建立参数空间区域，在那里可以发现CP破坏和质量等级可以确定。我们发现，即使质子驱动器升级后通量增加，这种测量也需要sin ^2（2 θ 13）相当大，并且在反应堆实验可以测量的范围内。
2005-12-08 hep-ex hep-ph
Combining Accelerator and Reactor Measurements of theta_13; The First Result
轻子混合角θ_13是标准三味中微子混合方案中唯一未知的角，通过最近的反应堆和加速器中微子实验最终得到了测量。我们对来自T2 K、MINOS、DoubleDopez、大亚湾和RENO实验的数据进行了综合分析，发现在1 sigma（3 sigma）CL下sin ^2 2 θ_13 = 0.096 \pm 0.013（\pm 0.040），并且在7.7 sigma的显著性水平下，θ_13 = 0的假设被拒绝。我们还讨论了不久的将来的期望，通过使用预期的数据，从这些正在进行的实验中的theta_13测定的精度。
2012-04-28 hep-ex hep-ph
Global neutrino data and recent reactor fluxes: status of three-flavour oscillation parameters
我们提出了一个全球性的中微子振荡数据分析的三味框架内的结果。我们包括MINOS长基线实验的最新结果（包括电子中微子外观以及反中微子数据），更新所有相关的太阳（SK II+III），大气（SK I+II+III）和反应堆（KamLAND）数据。此外，我们包括最近重新计算的反中微子通量从核反应堆。这些结果对于反应堆实验的分析，特别是对于混合角$θ_{13}$的状态具有重要的意义。在我们推荐的默认分析中，我们从全局拟合中发现，非零$θ_{13}$的提示仍然很弱，对于两种中微子质量等级方案都是1.8 $σ$。然而，我们详细讨论了这些结果的依赖性的假设有关的反应堆中微子分析。
2011-03-28 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Precision Neutrino Oscillation Physics with an Intermediate Baseline Reactor Neutrino Experiment
假设太阳中微子振荡参数$Δm^2_{\odot}$和$θ_{\odot}$位于高LMA解区，讨论了反应堆装置中$L \sim 20 ÷30$ km基线实验的物理势。我们表明，这样的中间基线反应堆实验可以确定$Δm^2_{\odot}$和$θ_{\odot}$具有非常高的精度。我们还进行了详细的研究所示的实验的灵敏度$Δm^2_{\rm atm}$，驱动主导的大气$ν_μ$（$\barν_μ$）振荡，和$θ$ -中微子混合角从CHOOZ和帕洛维德实验的数据限制。我们发现这个实验可以改善$\sin^2θ$上的边界。如果$\sin^2θ$的值足够大，即$\sin^2θ\gtap 0.02$，则检测器的能量分辨率足够好，并且如果统计量相对较高，则它可以以极高的精度确定$Δm^2_{\rm atm}$的值。我们还探讨了中间基线反应堆中微子实验的潜力，用于确定中微子质谱的类型，这可以是正常的或倒置的层次。我们表明，中微子质量等级的类型可以确定的条件是相当具有挑战性的，但在所讨论的实验范围内。
2003-06-02 astro-ph hep-ex hep-ph
