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
Constraints on hidden photons produced in nuclear reactors
新的光矢量粒子--隐藏的光子--出现在粒子物理学标准模型的许多扩展中。它们可以在核反应堆中产生，并被中微子探测器记录下来。通过对TEXONO中微子实验结果的分析，我们得到了隐光子模型的新极限。考虑到可见光子和隐光子之间的振荡，我们发现中微子实验通常对小于$\sim 0.1$ \，eV的隐光子不敏感。
2019-01-22 hep-ex hep-ph
Simulation of an experiment on looking for sterile neutrinos at nuclear reactor
介绍了在核反应堆中近距离寻找无菌中微子的模拟实验。它已被证明，在实验箱的统计起伏总是模仿的频谱振荡行为。当统计增长的情况下的振荡的情况下，可检测的振荡的振幅减小，而质量参数往往是偶然的。当我们在具有振荡的检测器中模拟光谱时，拟合中发现的参数变得接近于应用于从附近检测器中的统计10个$^5$事件开始的光谱的参数。
2020-12-17 hep-ex hep-ph
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 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
New Directions for ALP Searches Combining Nuclear Reactors and Haloscopes
本研究提出结合核反应堆与轴子晕探测器的新型ALP搜寻装置reactoscope，利用反应堆光子经Primakoff过程产生ALP再在强磁场中转化为光子探测，推导了格勒诺布尔等地的实验灵敏度，拓展了现有实验室实验的探测范围且不受天体物理假设约束。
2024-05-23 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
Constraints on Non-Standard Neutrino Interactions and Unparticle Physics with Neutrino-Electron Scattering at the Kuo-Sheng Nuclear Power Reactor
中子-电子散射是一种纯轻子过程，具有强有力的标准模型（SM）预测。因此，它们的测量可以为SM之外的物理提供约束。在国胜反应堆中微子实验室取得的$\nuebar$ -e数据被用来探测两种情况：非标准中微子相互作用（NSI）和非粒子物理。对非普适通道和变味通道的NSI参数（$\el$，$\er$）和（$\etl$，$\etr$），以及标量（$λ_0$）和矢量（$λ_1$）非粒子与中微子和电子的耦合常数，分别设置了新的约束。
2010-08-09 hep-ex hep-ph
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
Measuring of fissile isotopes partial antineutrino spectra in direct experiment at nuclear reactor
研究了直接测量法获得核反应堆反中微子能谱的方法。我们设想用反中微子能谱提取的方法从Rovno实验的反β衰变正电子能谱中分离出裂变同位素的部分能谱。这使得形成整个核反应堆谱的部分反中微子谱的准确性得到提高。这对分析反应堆堆芯燃料成分很重要，可用于不扩散目的。
2009-02-22 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
Cerium ruthenium low-energy antineutrino measurements for safeguarding military naval reactors
最近达成的将核潜艇反应堆和技术从两个核武器国家转让给一个无核武器国家的协议（AUKUS协议）凸显了国际保障措施中一个尚未解决的问题：如何在核潜艇上保护海军反应堆燃料。扩大现有保障监督技术和做法的提议由于需要国际文职视察员进入潜艇内部和反应堆舱而变得复杂，这引起了国家安全方面的关切。在本文中，我们表明，在潜艇巡逻之间，使用低能反中微子反应堆关闭方法对潜艇推进反应堆实施保障措施，可以绕过对船上访问的需要。我们发现，利用逆β衰变，探测器可以及时和高度保证潜艇的核堆芯没有被转移（质量约100公斤），其浓缩水平也没有改变（质量约10吨）。
2021-11-05 hep-ex hep-ph nucl-ex
Detecting Dark Photon with Reactor Neutrino Experiments
我们建议寻找光$U(1)$暗光子，$A'$，通过与普通光子通过康普顿类过程，$γe^- \rightarrow A' e^-$，在核反应堆中的动力学混合产生的，并通过它们与反应堆中微子实验的活性体积中的材料的相互作用来检测。我们分别从近地天体和TEXONO的实验数据中推导出了$ε~< ~1.3\times 10^{-5}$和$ε~<~2.1\times 10^{-5}$暗光子质量低于1 $\sim$ MeV时$ε$的95%置信度上限，即$A'$-$γ$混合参数$ε$。这项研究证明了核反应堆作为低质量暗光子强通量的潜在来源的适用性。
2017-08-02 hep-ex hep-ph
Inverse Beta Decay in a Nonequilibrium Antineutrino Flux from a Nuclear Reactor
考虑了反应堆运行期间反应堆反中微子能谱在逆β衰变阈值以上趋于平衡的演化和反应堆停堆后剩余反中微子辐射的衰变。我们发现，在一定条件下，这些过程可以发挥重要作用的实验寻求中微子振荡。
2001-10-23 hep-ph
Probing Earth-Bound Dark Matter with Nuclear Reactors
本文提出利用核反应堆快中子上散射地球束缚暗物质、并由邻近屏蔽探测器探测的方案，表明现有实验可约束暗物质与核子的自旋相关相互作用。
2024-07-06 hep-ex hep-ph nucl-th
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
Investigation of Neutrino Properties in Experiments at Nuclear Reactors: Present Status and Prospects
本文发表在2001年俄文版的《原子核物理学杂志》上。目前正在进行的核反应堆，以寻求中微子质量，混合，和磁矩，其发现将是一个信号的物理存在超越标准模型的实验状态，被认为是，随着他们的未来前景。
2002-10-07 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
Neutron capture and the antineutrino yield from nuclear reactors
我们确定了一个新的，通量相关的修正反中微子光谱在核反应堆中产生的。某些衰变链产生反中微子的核素的丰度高于反β衰变的阈值，与绝大多数产生反中微子的核素不同，它们的衰变率与裂变率直接相关。我们已经确定了这些所谓的非线性核素中的四种，并确定它们在低于3.2MeV的低能量下导致反中微子过剩，这取决于反应堆热中子通量。我们开发了一个分析模型的校正的大小，并将其与各种真实的现有反应堆的详细反应堆模拟的结果进行比较，跨越3个数量级的中子通量。在典型的压水反应堆中，所得到的校正可以达到低能通量的0.9%，这在大小上与其他已知的来自乏核燃料的低能校正和非平衡校正相当。对于舰用反应堆，非线性校正可达10%。
2015-10-30 hep-ex hep-ph nucl-ex
Elastic neutrino-electron scattering perspectives at nuclear reactors
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）；China Center of Advanced Science and Technology（中国高等科学技术中心）
研究通过弹性中微子-电子散射在反应堆中微子实验中测量弱混合角，评估CLOUD、TAO和DANSS实验的灵敏度，并导出非标准相互作用和中微子磁矩的约束。
2026-06-07 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
Precision spectroscopy with reactor anti-neutrinos
在这项工作中，我们提出了一个精确的参数化的反中微子流量产生的同位素235 U，239 Pu和241 Pu的核反应堆。我们确定这个参数化的系数，以及它们的协方差矩阵，通过执行拟合从实验测量的β光谱推断的光谱。随后，我们表明，通量形状的不确定性在KamLAND实验中只起很小的作用，然而，我们发现，未来的反应堆中微子实验测量混合角$θ_{13}$反应堆中微子光谱的细节是敏感的。最后，我们探讨了通过反中微子测量确定核反应堆中同位素组成的可能性。我们发现，一个一吨的探测器的同位素分数和热反应堆功率的3个月的曝光，可以确定在百分之几的准确性，这可能会打开一个应用程序的保障或不扩散的目标的可能性。
2004-10-14 hep-ex hep-ph
Nuclear Reactor Safeguarding with Neutrino Detection for MOX Loading Verification
本文提出一种基于中微子探测的定量统计检验方法，通过监测反应堆运行周期内中微子计数率偏差来独立验证MOX燃料装载并探测钚转移，在模拟场景中展示了高置信度探测约80公斤钚转移的能力。
2024-11-25 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
Probing Dark Photons from Nuclear De-excitation in Reactor Neutrino Experiment
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Nanjing Key Laboratory of Particle Physics and Astrophysics（南京粒子物理与天体物理重点实验室）
本文研究反应堆中通过中子俘获后核退激产生MeV尺度可见暗光子，利用TEXONO CsI(Tl)探测器数据，在0.1-6.9 MeV质量范围内给出了新的动力学混合参数约束，并证明核退激过程能扩展质量搜索范围且提供更强限制。
2026-06-16 hep-ph
Future searches for light sterile neutrinos at nuclear reactors
我们研究了优化的绿色领域，两个基线反应堆实验的灵敏度，电子反中微子消失在寻找一个轻不育中微子。我们认为商业和研究反应堆，并确定为关键因素的距离最近的方法和探测器的能量分辨率。我们发现，总共5吨的探测器部署在一个商业反应堆与最近的办法25米，可以探测混合角$\sin^22θ$下降到$\sim5\times10^{-3}$左右$Δm^2\sim 1$ eV $^2$。在研究反应堆上部署的相同质量的探测器可以灵敏到$Δm^2\sim20-30$ eV $^2$，假设最接近的方法是3米和良好的能量分辨率，如预计的台山反中微子天文台。我们还发现，锂掺杂的反应器可以有效地提高灵敏度更高的$Δm^2$值。
2022-01-24 hep-ph
Nuclear reactor fissile isotopes antineutrino spectra
在1988-1990年的中微子探测实验中，我们测量了质子反β衰变反应的正电子能谱。测量的光谱具有最大的统计数据和最低的能量阈值，与当时在核反应堆进行的其他中微子实验相比。根据正电子能谱恢复了典型反应堆燃料成分的标准反中微子能谱。在所提出的分析中，使用特定方法提取形成该标准光谱的部分光谱。它们可用于在任何堆芯燃料成分下进行的中微子实验数据分析。
2012-07-30 hep-ph nucl-ex nucl-th
Components of Antineutrino Emission in Nuclear Reactor
新的${\barν_e},e$散射实验，旨在灵敏的搜索的$ν_e$磁矩和项目，探索小混合角振荡反应堆要求更好地了解反应堆反中微子光谱。在这里，我们考虑六个组件，这有助于在核反应堆中产生的总${\barν_e}$频谱。它们是：$^{235}$ U、$^{239}$ Pu、$^{238}$ U和$^{241}$ Pu的裂变碎片的β衰变，由于在$^{238}$ U中的中子俘获以及也由于在扰动光谱的累积裂变碎片中的中子俘获而产生的β发射体的衰变。对于能量小于3.5 MeV的反中微子，我们列表的${\barν_e}$谱对应于每一个的四个裂变同位素与燃料的辐照时间和它们的衰变后，辐照停止的演变，也估计相关的不确定性。ILL光谱的小修正被认为是。
2003-08-19 hep-ph
The X17 Existence Hinted at by Nuclear Reactor Neutrinos
Lund University（隆德大学）；Balıkesir University（巴勒基塞尔大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；University of Southampton（南安普顿大学）
利用相干弹性中微子-原子核散射过程，核反应堆实验的中微子测量结果支持X17粒子的存在，该粒子被用来解释ATOMKI异常。
2026-05-27 hep-ph
Joint analysis of reactor and accelerator CE$ν$NS data on germanium: implications for the Standard Model and nuclear physics
本研究首次联合多组锗基CEνNS实验数据，精密测定核物理与标准模型关键参数，重新评估2σ张力的成因，验证了该实验方法的精密探测潜力。
2025-10-02 hep-ex hep-ph nucl-th
Revealing Fine Structure in the Antineutrino Spectra From a Nuclear Reactor
利用求和法计算了核反应堆反β衰变（IBD）反中微子谱，分析了由于单个裂变产物衰变而导致的对光滑Huber-Mueller模型的偏离，指出绘制两个相邻谱点的比值可以有效地揭示这些偏离.我们得到，对于0.1兆电子伏或更低的分仓能量，由于个别反中微子光谱的锯齿状性质的光谱中的突然变化，可以观察到高精度的实验。令人惊讶的是，我们的计算还揭示了在4.5 MeV的相邻点比率图中的峰值特征，即使具有0.25 MeV的合并间隔，我们在2016年发布的IBD大亚湾频谱中发现了这一点。我们表明，这4.5 MeV的功能是由四个裂变产物，95 Y，98，101 N和102 Tc的贡献。这将是第一个在IBD反中微子谱中从核反应堆中衰变一些裂变产物的证据。
2017-10-16 hep-ex hep-ph nucl-ex
Antineutrino flux from the Laguna Verde Nuclear Power Plant
我们提出了一个计算的反中微子通量的反应堆在墨西哥的Laguna Verde核电厂，在反应堆堆芯中的主要同位素的裂变碎片的衰变链中产生的反中微子光谱的基础上，和他们的裂变率，已使用DRAGON模拟代码计算。我们还提出了一个估计的数量的预期事件在探测器的塑料闪烁体的质量为1吨，在100米的反应堆堆芯。
2015-09-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
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
Neutrino Detectors as Tools for Nuclear Security
40多年来，物理学家一直在考虑中微子探测器在核不扩散、军备控制和裂变材料安全方面的可能用途。中微子是一种有吸引力的裂变信号，因为它们很容易穿过物质。同样的性质使得中微子在核安全应用的实际系统中探测具有挑战性。本次研讨会提出了几个潜在的中微子应用，包括近场监测已知的反应堆，远场监测已知的或未申报的反应堆的发现，反应堆废物流的检测，以及核爆炸的检测的广泛概述。我们的结论是，最近的探测器的进步，近场监测可行。在某些情况下，随着进一步的研究和开发，远场反应堆探测和废物流探测监测是可能的。由于相当大的物理和/或实际限制，在可预见的未来，极远距离反应堆监测和核爆炸探测似乎不可行。
2020-03-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
Prospects for long-range reactor monitoring with gadolinium-loaded water-Cherenkov detectors
反中微子探测器是能够远程监测核反应堆活动的实用、非侵入性工具。在这里，我们探讨的超级神冈水切伦科夫探测器的灵敏度，钆负载后，从一个核反应堆复杂的距离约190公里的反中微子。观察反应堆综合体中两个目前正在运行的堆芯所需的寿命取决于附近其他反应堆的活动，以及对探测效率和本底率的估计。在合理的假设下，我们发现，钆负载的超级神冈可以在50（10）活天95%（50%）的时间内以95%的置信度检测到来自高滨反应堆复合体两个堆芯的反中微子通量，或者在397（73）活天内检测到来自一个堆芯的通量，前提是每个堆芯都以标称功率运行。
2018-04-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Possible Observation of Nuclear Reactor Neutrinos Near the Oscillation Absolute Minimum
在概述了三个基本的中微子振荡形式之后，我们简要地回顾了我们现有的关于振荡参数的经验知识，并得出结论：2-中微子模型足以描述电子中微子P（nue->nue）的生存概率。然后，我们继续评估P（nue->nue）相对于目前运行的核电站沿罗纳河谷发射的反中微子。我们假设探测器已安装在位于Mont Ventoux下的现有洞穴中，深度相当于1500米的水。我们表明，这样的实验将提供机会，观察附近的振荡绝对最小的中微子。最后，我们粗略估计一下计数率。
2003-04-27 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
Sterile Neutrinos: Reactor Experiments
核反应堆是能量在几兆电子伏范围内的电子反中微子的强、纯和良好局部化的来源。因此，它们为研究中微子性质，特别是中微子振荡参数提供了一个合适的环境。最近对核反应堆中预期反中微子通量的预测比不同实验中测量的平均速率高出约6%。这种差异被称为反应堆反中微子异常，在2.5σ水平上是显著的。几个新的实验正在寻找这种观测到的中微子赤字的起源。一个有待检验的假设是中微子振荡到另一种状态。在三味模型反应堆中，中微子在100米以下的基线处不振荡。因此，如果观察到这样的振荡，它将意味着至少存在一个不参与弱相互作用的轻不育中微子态。这样的发现将为标准模型之外的新物理学打开大门。
2017-04-28 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Direct Test of the Time-Independence of Fundamental Nuclear Constants Using the Oklo Natural Reactor
[NOTE这本1983年的预印本在作者去世后被上传到arXiv.org，他支持在线分发他的作品。申请人的联系信息见http://ilya.cc。]中子共振的位置对基本核常数的变化非常敏感。对欧克陆天然化石反应堆中测得的同位素位移的分析给出了相互作用常数可能变化速率的以下限制：强~ 2x 10 ^-19 yr^-1，电磁~ 5x 10 ^-18 yr^-1，弱~10^-12 yr^-1。这些限制允许排除所有版本的核常数当代变化的文献中讨论。网址：http://alexonline.info>.有关更多最新分析，请参阅hep-ph/9606486、hep-ph/0205206和astro-ph/0204069。
2003-08-06 hep-ph physics.gen-ph
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
Constraints on Axion-Like Particles with the Silicon Detector at a Nuclear Reactor
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Jiangxi Normal University（江西师范大学）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）
利用核反应堆硅探测器通过等离子体激发检测轴子类粒子，提出在0.1-100 keV质量范围内对ALP-光子耦合$g_{aγγ}$的约束，并展示vIOLETA的灵敏度优于现有限制。
2026-07-09 hep-ph
