The 2-3 mixing and mass split: atmospheric neutrinos and magnetized spectrometers
本文研究了大气$ν_μ$和$\barν_μ$通量与2-3混合距最大值的偏差$|45^\circ - θ_{23}|$、$θ_{23}$ -八分圆和中微子质量分裂$Δm_{32}^2$的关系。推导了$θ_{23}-$偏差效应和八分圆不对称性的解析表达式。我们提出了保守的估计，这些参数的铁（磁化）量热计探测器（ICAL）的灵敏度。如果$| 45^\circ - θ_{23}| > 6^{\circ}$的暴露量为1 Mton $\cdot$/年，则ICAL可在高于3 $σ$置信水平下确定$θ_{23}$ -偏差。对于零或非常小的1-3混频，对八分圆的灵敏度低，但对于$θ_{13} > 3^\circ$，其可以被显著增强。ICAL可以测量$ν$和$\barν$通道中$Δm_{32}^2$的差异（CPT测试），其精确度为$0.8\times 10^{-4}$ eV $^2$（3 $σ$），暴露量为1 Mton $\cdot$ yr，并且可以在$>5σ$置信水平下排除当前MINOS结果。我们讨论了进一步提高磁化光谱仪灵敏度的可能途径。
2011-05-02 hep-ph
Discrimination of mass hierarchy with atmospheric neutrinos at a magnetized muon detector
在磁化铁量能计探测器上，考虑μ子能量和事件的天顶角，研究了大气中微子的质量等级。对于$χ^2$分析，我们已经迁移的事件的数量从中微子能量和天顶角仓到μ子能量和天顶角仓使用的二维能量-角度相关的分辨率功能。在$\log_{10} E - L^{0.4}$平面的二维网格中进行数据的分箱，以在$χ^2$分析中更好地反映振荡模式。然后考虑到大气中微子通量和截面的所有可能的系统不确定性，将$χ^2$边缘化。研究了振荡参数范围对边缘化的影响。边缘化的$θ_{13}$的范围的下限被认为是非常重要的，在确定的敏感性等级为一个给定的$θ_{13}$。最后，我们证明了在$>$ 90% C. L.条件下可以区分大气中微子的质量等级.如果是$θ_{13} \ge 5^\circ$的下限。
2010-02-03 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Sensitivity with Wrong-Sign Muon Appearance at nuSTORM
来自存储的μ子的中微子（NuSTORM;以前的VLENF）是一个提议的实验，使用3.8 GeV/c μ子衰变产生一束电子和μ子中微子，可用于短基线物理。磁化远探测器允许电子中微子到μ子中微子的错误符号μ子外观物理。该通道是LSND异常的CPT，并对异常提供10 sigma灵敏度。本说明包含对意向书中包含的nSTORM外观分析的详细解释。
2012-06-07 hep-ex hep-ph
Neutrino hierarchy from CP-blind observables with high density magnetized detectors
高密度磁化探测器非常适合于开发新的中微子源，如中微子工厂和β束的出色纯度和强度。他们还可以通过对大气μ介子-中微子的观测来提供轻子混合参数的独立测量。在本文中，我们讨论了从多kton铁探测器和高能量β束的这些可观测量的组合，特别是，我们证明，即使与中等的检测器粒度的中微子质量等级可以确定为$θ_{13}$值大于4 $^\circ$。
2007-11-23 hep-ph
Exploration prospects of a long baseline Beta Beam neutrino experiment with an iron calorimeter detector
一个高强度的源，一个单一的中微子味与已知的光谱是最理想的精密测量，未来的共识方向。β射线是一个特别合适的选择。我们讨论了一个很长的基线β束实验与磁化铁量热计探测器的前景。特别是，如果源在欧洲核子研究中心，探测器在拟议的设在印度的中微子观测站，则基线接近CP相位影响很小的“神奇”值。我们观察到，该实验将非常适合于确定$m_3^2 - m_2^2$的符号，并且将能够探测到低至约1个$^\circ$的$θ_{13}$。
2005-10-07 hep-ph
Octant sensitivity for large theta(13) in atmospheric and long baseline neutrino experiments
中微子振荡中的一个未知参数是混合角theta_{23}的八分圆。本文根据反应堆实验测量到的theta_{13}的非零值，讨论了在长基线实验T2 K和NOvA中与未来大气中微子探测器联合确定theta_{23}八分圆的可能性。我们考虑了两种大气中微子探测器技术-磁化铁量能器和非磁化液氩时间投影室。我们提出的八分仪灵敏度T2 K/NOvA和大气中微子实验分别以及合并。对于长基线实验，精确测量theta_{13}，可以排除在错误的八分圆简并解决方案，大大提高了灵敏度。对于theta_{23} = 39“0和sin^2 2 theta_{13} = 0.1，对于正态和反向分层的所有delta_{CP}值，T2 K +NOvA至少可以达到~2 sigma灵敏度。对于大气中微子，在反应堆实验中测得的theta_{13}的适度大的值是有益的八分圆灵敏度，因为增强的物质效应。对于theta_{23} = 39 °，delta_{CP} = 0和正常等级，磁化铁探测器可以给出500 kT/年照射的2 σ八分圆灵敏度。通过结合T2 K +NOvA，这对于两个层次结构增加到3 sigma。这是由于T2 K/NOvA和大气中微子实验在最小chi ^2处偏好不同的theta_{23}值。由于μ子和电子贡献的相互作用以及优越的分辨率，具有相同曝光量的大气中微子液氩探测器可以提供更高的八分圆灵敏度。我们得到了一…
2013-06-12 hep-ex hep-ph
Long-range forces : atmospheric neutrino oscillation at a magnetized detector
在组合$L_e-L_μ$、$L_e-L_τ$和$L_μ-L_τ$中，任何一个都可以用标准型号量规组以无异常的方式进行测量。这些规范玻色子的质量可以很轻，以至于它可以在地球上感应出来自太阳中电子的长程力。这种类型的力可以从中微子振荡中得到很大的限制。由于中微子和反中微子的势的符号相反，磁化铁量能器探测器（ICAL）能对它们产生强约束，我们在ICAL上仅考虑电荷流相互作用的μ子，对这些长程力与大气中微子的作用进行了保守研究。我们发现严格的界限耦合$ α_{eμ, eτ} \lapp 1.65 \times 10^{-53}$在3 $σ$ CL与1 Mton $\cdot$年的曝光，如果没有这样的力量。对于非零输入值的耦合，我们发现，潜在的$V_{eμ}$反对和$V_{eτ}$有助于歧视的质量等级。然而，这两种电位都有助于区分$θ_{23}$的八分圆。最近MINOS数据中的异常现象（中微子和反中微子的$Δm^2_{32}$之差）的解释，使用源自$L_μ-L_τ$的规范玻色子$Z^\prime$与标准模型规范玻色子$Z$混合的长程力，可以在ICAL在大于5 $σ$ CL的条件下进行测试。我们还讨论了如何使用地球和太阳之间的距离的季节变化将其与CPT破坏的解决方案分开。
2011-07-30 hep-ph
The Reach of INO for Atmospheric Neutrino Oscillation Parameters
位于印度的中微子天文台（INO）将拥有一个50 kt磁化铁量能器（ICAL@INO），用于研究大气中微子。使用探测器的分辨率和效率获得的INO合作从一个完整的探测器GEANT 4为基础的模拟，我们确定了这个实验的范围测量的大气中微子混合参数（$\sin^2 θ_{23}$和$|Δm_{32}^2 |$）。我们还探讨了这个实验的灵敏度的偏差$θ_{23}$从最大混合，其八分圆。
2013-06-06 hep-ex hep-ph
Magic Baseline Beta Beam
我们研究的物理范围的实验中产生的中微子在欧洲核子研究中心的β束设施中观察到的大型磁化铁量能器（ICAL）在印度的中微子天文台（INO）。CERN-INO距离接近所谓的“魔法”基线，这有助于避免一些参数简并，并允许更好地测量中微子质量等级和$θ_{13}$。
2007-07-23 hep-ex hep-ph
Magnetic field simulations and measurements on the mini-ICAL detector
本文通过三维有限元模拟与实时测量对比，验证了mini-ICAL原型探测器在不同线圈电流下的磁场分布，并据此估算铁内部磁场，为ICAL探测器的μ子电荷鉴别与动量重建提供依据。
2023-11-29 hep-ex hep-ph
Can we learn something more on oscillations from atmospheric neutrinos?
我们表明，对于长基线实验，使用山水切伦科夫探测器大气中微子数据提供了一个强大的方法来解决参数简并。特别是，长基线和大气数据的组合显着增加的灵敏度中微子质量等级和八分圆的$θ_{23}$。此外，我们还讨论了利用大型磁化铁量能器的类$μ$大气中微子数据来确定中微子质量等级的可能性。
2006-10-04 hep-ph
Neutrino mass hierarchy and $θ_{13}$ with a magic baseline beta-beam experiment
我们强调的物理优势的实验中产生的中微子在欧洲核子研究中心的β束设施中观察到的大型磁化铁量能器（ICAL）在印度的中微子天文台（INO）。CERN-INO距离接近所谓的“魔法”基线，这有助于避免一些参数简并，并允许更好地测量中微子质量等级和$θ_{13}$。我们阐述了使用放射性$^8B$和$^{8}Li$作为$\nue$和$\anue$ β束源同位素的可能性，分别，并表明，非常好的灵敏度，无论是质量层次和$θ_{13}$是可能的，与提升$γ$在250-500棒球场。
2007-02-02 hep-ex hep-ph
Testing non-standard neutrino matter interactions in atmospheric neutrino propagation
研究了非标准相互作用对大气中微子振荡模式的影响。我们使用中微子能量图作为我们的主要工具来推断的作用，非标准相互作用（NSI）参数在概率水平的能量范围，$E \in [1,20]$ GeV和天顶角范围，$\cos θ\in [-1,0]$。我们计算了在能量范围为$E \in [1,10]$ GeV的两种不同探测器配置-磁化铁量能器和非磁化液态氩时间投影室中存在NSI参数的大气中微子事件的事件率，由于它们的互补特性，它们对NSI参数具有不同的灵敏度。作为一个应用，我们讨论了如何NSI参数，$ε_{μτ}$的影响，正确的八分圆的$θ_{23}$的确定。
2016-06-20 hep-ex hep-ph
Probing Lorentz Invariance Violation with Atmospheric Neutrinos at INO-ICAL
洛伦兹不变性破坏（LIV）的可能性可能出现在统一理论中，例如弦论，它允许在普朗克尺度（$M_p \sim 10^{19}$ GeV）下存在新的时空结构。使用微扰方法，可以在低能量下观察到这种效应，强度为$\sim 1/M_p$。在最小标准模型扩展（SME）框架下，中微子质量诱导的味振荡在LIV的存在下得到了修正。拟议中的印度中微子天文台（INO）的Iron Calorimeter（ICAL）探测器提供了一个独特的窗口，通过在多GeV能量范围内的广泛基线上分别观察大气中微子和反中微子来探测这些LIV参数。在本文中，第一次，我们详细研究了CPT违反LIV参数$(a_{μτ}, a_{eμ}, a_{eτ})$如何可以改变μ子的生存概率和预期的$μ^-$和$μ^+$事件率在ICAL。使用ICAL的500 kt $\cdot$ yr暴露，我们对这些CPT违反LIV参数在95\% C.L.，这比目前的超级神冈极限稍好。我们证明了优势，将强子能量信息和电荷识别能力在ICAL，同时限制这些LIV参数。此外，边缘化的振荡参数和选择的真实值的$\sin^2θ_{23}$ LIV约束的影响进行了说明。我们还研究了这些LIV参数的质量排序确定和大气振荡参数的精度测量的影响。
2022-06-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Physics Potential of Future Atmospheric Neutrino Searches
考虑到目前讨论的各种技术（水Cerekov，磁化铁，液态氩）的巨大探测器，未来的高统计大气中微子实验的潜力。我专注于使用大气数据来确定八分圆的$θ_{23}$和中微子质量等级的可能性。对大气中微子的$θ_{23}$-八分圆的灵敏度与长基线实验相当（甚至更高）。我讨论了一个虚构的大气中微子探测器，以确定中微子质量等级的理想属性。
2008-12-12 hep-ph
Analysis of Ultra High Energy Muons at the INO-ICAL Using Pair-Meter Technique
INO提出的ICAL探测器是一种大型地下磁化铁探测器。ICAL被设计用于使用磁谱仪重建μ子动量。使用磁铁的能量测量在TeV范围内的μ子失败，因为μ子在磁场中的角偏转可以忽略不计，μ子轨道变得几乎是直的。CCFR中微子探测器使用了一种测量TeV范围内μ子能量的新技术，称为对计技术。该技术通过测量μ子通过e $^+$和e $^-$对产生在铁量热计的许多层中沉积的能量来估计μ子能量。在这项工作中，我们已经进行了基于Geant 4的初步分析铁板，并证明了非常高的能量μ子（1 TeV-1000 TeV）的观测的可行性，在一个大质量的地下探测器作为一个对米。这一宽范围的能谱将有助于研究膝区的宇宙射线，并为当前和未来的超高能大气中微子实验提供对大气中微子通量的认识。
2017-09-21 hep-ph physics.ins-det
The Earth Mantle-Core Effect in Matter-Induced Asymmetries for Atmospheric Neutrino Oscillations
在适当的条件下，可以观测到大气中微子三中微子振荡中的地球介质效应。本文从中微子只穿过密度基本恒定的地幔的情况，到大气中微子也穿过地核的情况，概括了大气中微子振荡中介质效应的研究及其观测的可能性。在后一种情况下，新的共振效应变得明显。我们计算的CPT奇不对称的μ介子中微子的生存概率和可观察到的μ介子电荷的不对称性，考虑到不同的大气中微子通量，并显示这些不对称性的依赖关系上的符号的$Δm^{2}_{3 1}$和混合角的大小$θ_{13}$。需要一个磁化的探测器与一个足够好的中微子动量分辨率的μ子电荷的不对称性所产生的地幔-地核效应的观测。
2001-10-04 hep-ph
NUFACT'03: The Fate of the Clones
我们提出了一种基于中微子工厂的装置，具有三个不同类型的探测器，能够解决同时测量$θ_{13}$和$δ$时的八倍简并，对于$θ_{13} \geq 1^\circ (\sin^2 (2 θ_{13}) \geq 10^{-3})$。我们的装置包括一个超级束驱动的水切伦科夫（超级束设想为中微子工厂的第一阶段）;两个μ子存储环驱动的探测器（即，一个大型磁化铁量能器和一个乳胶云室），以利用所谓的“金”（$ν_e \to ν_μ$）和“银”（$ν_e \to ν_τ$）通道。
2003-10-01 hep-ph
Prospects of measuring the leptonic CP phase with atmospheric neutrinos
考虑到蒙特卡罗事件发生器Nuance产生的中微子事件中的μ子（可直接测量），我们研究了在大型磁化铁量能器探测器上测量大气中微子CP破坏相的前景。$θ_{13}$和$δ_{CP}$的效应在大气中微子振荡和太阳中微子振荡中均不占主导地位，而表现为次主导。在大气中微子的$E \sim 1$ GeV范围内，太阳和大气振荡耦合。在这种情况下，准弹性事件占主导地位，能量分辨率很好，但角分辨率很差。与束流实验不同，这种差的角分辨率不利于其测量。然而，我们发现在90%的置信水平下可以区分$δ_{CP}\approx 0^\circ$和$180^\circ$。我们发现对$δ_{CP}\approx 90^\circ$或$270^\circ$没有显著的敏感性。
2009-09-18 hep-ex hep-ph
The sensitivity of the ICAL detector at India-based Neutrino Observatory to neutrino oscillation parameters
位于印度的中微子天文台（INO）将拥有一个50 kt磁化铁量能器（ICAL）探测器，该探测器将能够探测由探测器中的带电μ子中微子相互作用产生的μ子轨道和强子簇。ICAL实验将能够通过地球物质效应利用大气μ子中微子确定大气中微子混合参数和中微子质量等级的精度。本文报道了用重建的中微子能量和μ子方向作为观测量，研究ICAL探测器对大气中微子混合参数（$\sin^{2}θ_{23}$和$|Δm^{2}_{32}|$）的灵敏度。我们应用现实的分辨率和效率得到的ICAL合作与GEANT 4为基础的模拟重建中微子能量和μ子的方向。我们的研究表明，使用中微子能量和μ子方向作为观测量的$χ^{2}$分析，ICAL探测器可以测量$\sin^{2}θ_{23}$和$|Δm^{2}_{32}|$与13%和4%的不确定度在1 $σ$曝光10年。
2014-09-08 hep-ex hep-ph
Matter vs Vacuum oscillations in Atmospheric Neutrinos
大气中的中微子通过地球物质传播了很长的距离。预计物质效应会导致中微子生存和振荡概率的显着变化。利用真空振荡假设对超级神冈合作组的大气中微子数据进行了初步分析，该假设提供了与数据的良好拟合。本文研究了大气中微子数据中真空振荡和物质调制振荡的区别。我们发现，磁化铁探测器，ICAL在INO，可以作出3西格玛之间的区别真空振荡和物质振荡，正常和倒置的层次，在十年内。
2020-11-24 hep-ph
Looking for Galactic Diffuse Dark Matter in INO-MagICAL Detector
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质（DM）的一个热门候选粒子。它可以湮灭或衰变为中微子和反中微子对。印度中微子天文台（INO）提议的50 kt磁化铁热量计（MagICAL）探测器可以在传统的大气中微子和反中微子通量上观察这些对。如果我们在十年内没有看到任何过量的事件，那么INO-Magical可以对暗物质在90\%C. L.的自湮灭截面（$\langleσv\rangle$）和衰变寿命（$τ$）设置竞争性限制：假设NFW为DM密度分布，对于$m_χ$，$\langleσv\rangle\leq 1.87\,\times\,10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$和$τ\geq 4.8\,\times\,10^{24}$ s = 10 GeV。
2018-03-07 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Reconstructing WIMP properties with neutrino detectors
如果宇宙的暗物质是由弱相互作用大质量粒子（WIMP）构成的，它们将在太阳等天体的核心积聚，并湮灭为标准模型的粒子。高能中微子将在湮灭中产生，既可以直接产生，也可以通过随后的轻子、夸克和玻色子衰变产生。虽然切伦科夫中微子探测器/望远镜只能计数中微子的数量超过一些阈值能量，我们研究如何，通过利用其能量分辨率，大型磁化铁量能器，可能的话，液氩和完全活跃的闪烁体探测器，计划为未来的长基线中微子实验，有能力重建中微子光谱，并可能提供信息的暗物质属性。特别是，对于一个给定的值的WIMP质量，我们表明，未来的铁量能器可以打破WIMP-质子横截面和湮灭分支比，切伦科夫探测器目前的简并，并限制其值具有良好的精度。
2008-06-26 astro-ph hep-ph
CP-violation in 3- and 4-family at the Neutrino Factory
轻子CP破坏相$δ$可以用中微子工厂测量，每年有$2 \times 10^{20} $个有用的μ子，如果太阳中微子问题用LMA-MSW解决，有$Δm_{12}^2 \ge 2 \times 10^{-5}$ eV $^2$（在这个分析中考虑了40 kT磁化铁探测器，考虑了它的效率和背景）。如果LSND得到确认，则在四族情景中的CP违反现象可以最容易地用$L = \cal O$（10）km处的小型1 kT探测器来解决（在这种情况下，没有对探测器效率和背景进行详细分析）。
2000-12-13 hep-ph
Atmospheric muons charge ratio analysis at the INO-ICAL detector
印度中微子天文台（INO）拟议的铁量热计（ICAL）探测器将是一个大型（50 kt）磁化探测器，位于泰米尔纳德邦博迪西山地下1270米处。ICAL能够识别粒子的电荷。在本文中，其潜在的μ子电荷比的测量探索通过一个详细的模拟为基础的研究，首先使用CORSIKA代码，然后将其与分析模型（“鼠兔”模型）。μ子荷电比的估计值与现有的实验观测值一致，其测量值可由INO-ICAL扩展到10 TeV和60度。
2018-06-29 hep-ph physics.ins-det
CERN-INO magical Beta-beam experiment: A high precision probe for neutrino parameters
这次演讲试图详细强调实验装置的物理范围，在CERN的β束设施中产生的中微子将在印度中微子天文台（INO）的大型磁化铁量能器探测器（ICAL）中观察到。“神奇的”CERN-INO β-束设置提供了一个很好的途径，使用“黄金”通道（$ν_e \to ν_μ$）振荡概率同时确定中微子质量排序和$θ_{13}$，避免CP阶段$δ_{CP}$对这些测量的影响。在洛伦兹助推$γ=650$下，无论$δ_{CP}$的真实值如何，中微子质量等级都可以在$3σ$ C. L.如果是$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.6 \times 10^{-4}$，我们可以预期在$3σ$ C.L.处的$θ_{13}$的明确信号。如果$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.1 \times 10^{-4}$独立于真正的中微子质量等级。
2008-11-12 hep-ex hep-ph
The synergy of the golden and silver channels at the Neutrino Factory
我们深化了所谓的"银通道“$ν_e \to ν_τ$ \cite{Donini:2002rm}及其相关性的研究，以解决在中微子工厂同时测量$(θ_{13},δ)$时可能出现的一些模糊性，详细介绍了所考虑的类OPERA探测器的特性以及不同背景和信号的实验处理。此外，我们进行了详细的研究系统误差与OPERA类和磁化铁探测器及其对灵敏度的影响。最后，我们还应用了一个精细的统计分析的基础上的频率论方法的模拟事件。
2003-05-16 hep-ph
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
Unraveling neutrino parameters with a magical beta-beam experiment at INO
我们详细阐述了实验装置的物理范围，在该实验装置中，印度中微子天文台（INO）的大型磁化铁探测器将作为所谓的β束的远探测器。如果该纯$\nue$和/或$\anue$波束从诸如CERN的某个源位置发射，使得源-检测器距离$L \simeq 7500$ km，则CP相位$δ_{CP}$对振荡概率和相关联的参数相关性和简并性的影响几乎可以忽略。这种"神奇“的β-束实验将对中微子质量等级和$θ_{13}$具有前所未有的灵敏度，这是我们理解中微子领域所需的两种缺失成分。在洛伦兹助推$γ=650$下，无论$δ_{CP}$的真实值如何，都可以在$3σ$ C.L.如果$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.6 \times 10^{-4}$，我们可以预期在$θ_{13}$ C.L.如果$\sin^22θ_{13}{\rm {(true)}} > 5.1 \times 10^{-4}$独立于真正的中微子质量等级。
2008-01-24 hep-ex hep-ph
The silver channel at the Neutrino Factory
我们注意到在寻找$ν_e \to ν_μ$振荡的同时寻找$ν_e \to ν_τ$可以显著地帮助减少轻子CP破坏相位$δ$测量中的误差。我们展示了如何$ν_e \to ν_μ$（"金“）和$ν_e \to ν_τ$（”银“）过渡在OPERA类2千吨铅乳液检测器在L = 732公里，结合$ν_e \to ν_μ$过渡在40千吨磁化铁检测器与L = 3000公里的基线观察到，强烈减少所谓的$(θ_{13}, δ)$模糊。我们还展示了如何适度增加的OPERA类检测器质量（4千吨，而不是2千吨）完全消除克隆区，即使是小值的$θ_{13}$。
2002-06-04 hep-ph
Phenomenology of Neutrino Oscillations at the Neutrino Factory
我们考虑了中微子工厂的前景，通过检测从μ^+到ν_e到ν_μ到μ^-链产生的错误带电的μ子和从μ^+到\bar ν_μ到\bar ν_μ到μ^+链产生的正确带电的μ子来测量混合角、CP破坏相位和质量平方差（类似于μ^-链），其中ν_e到ν_μ和\bar ν_μ到\bar ν_μ是通过长基线的中微子振荡通道。首先，我们进行了中微子工厂的基线和能量优化，包括磁化铁中微子探测器（MIND）的最新模拟结果。其次，我们研究物理学与近探测器，并考虑系统误差，包括截面误差，通量误差，和背景的不确定性的治疗。第三，一个额外的大质量不育中微子的影响进行了调查的上下文中的近，远探测器组合。
2011-12-29 hep-ph
A GEANT-based study of atmospheric neutrino oscillation parameters at INO
研究了印度中微子天文台（INO）磁化铁量能计（ICAL）探测器大气中微子振荡参数的允许空间与曝光时间的关系。我们对一个50 kT的ICAL探测器进行了蒙特卡罗模拟，用中微子发生器NUANCE产生事件，用GEANT模拟探测器的响应。对上行和下行中微子的比率作为$L/E$的函数进行卡方分析，并显示90%和99%CL的允许区域。这些结果优于MINOS和Super-K的现有实验结果。还讨论了进一步改进的可能性。
2008-01-04 hep-ph
Determining the Neutrino Mass Hierarchy with Atmospheric Neutrinos
通过研究大气中的中微子振荡与探测器能够区分中微子和反中微子事件，如磁化铁量热计，被认为是确定类型的中微子质量等级的可能性。我们讨论了如何区分正常和倒置层次的中微子质谱的能力取决于探测器的特性，如中微子能量和方向分辨率或电荷识别错误，以及与大气中微子通量相关的系统不确定性。我们还表明如何中微子质量等级的确定取决于真实值的$θ_{13}$和$θ_{23}$，以及对类型的真正的层次结构。我们发现，对于类$μ$事件，中微子的能量和方向的准确重建大大提高了对中微子质谱类型的灵敏度。对于$\sin^22θ_{13} \cong 0.1$和中微子能量重建的5%精度以及中微子方向的$5^\circ$，中微子质量等级的类型可以在2 $σ$ C. L.大约有200个事件。对于中微子能量的15%分辨率和中微子方向的$15^\circ$，需要大约一个数量级的事件数。对于能够区分$ν_e$和$\barν_e$诱导事件的探测器，对能量和方向分辨率的要求通常比具有μ子电荷识别的探测器要求低。
2005-11-23 hep-ex hep-ph
Neutrino Probes of the Nature of Light Dark Matter
被引力困在太阳内部的暗物质粒子可能会湮灭成标准模型粒子，产生中微子流。本文还探讨了在未来的多\kton{}中微子探测器中探测这些中微子的前景。我们研究了34/100 \kton{}液氩探测器和100 \kton{}磁化铁量能器探测器的性能。预计这些探测器将以前所未有的精度确定入射中微子的能量和方向，从而可以在5-50 GeV的极低暗物质质量下测试暗物质的性质。通过抑制大气背景的角度削减，这些技术将是敏感的暗物质-核子自旋相关的截面在fb水平，达到最有利的湮灭通道和检测器技术的几个ab。
2013-01-30 astro-ph.HE hep-ph
Probing the deviation from maximal mixing of atmospheric neutrinos
开创性的大气μ介子中微子实验已经证明了味道混合角$θ_{23}$接近最大值。但是$D \equiv 1/2 - \sin^2 θ_{23}$与最大值（如果非零）的偏差的精确值需要知道，这是非常感兴趣的-特别是中微子质量和混合模型的构建者。我们定量研究在一个三代框架中确定$D$的可行性在统计上显着的方式从大气$ν_μ,\barν_μ$生存概率的研究，包括真空振荡和物质的影响。我们将展示如何通过考虑观察到的$ν_μ$和$\barν_μ$引起的事件和这些比率在指定的能量和天顶角仓的差异的上下比，将这种确定锐化。我们认为1兆吨年的磁化铁量能计，如建议的INO探测器ICAL，同时考虑到能量和天顶角分辨率函数的曝光。详细讨论了这种曝光的灵敏度和$D$的测定对有关振荡参数的依赖性。强调了物质效应在确定$θ_{23}$八分圆中的重要作用。
2006-01-12 astro-ph 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
The mass hierarchy with atmospheric neutrinos at INO
利用Monte Carlo事件发生器Nuance产生的大气中微子事件研究了印度中微子天文台磁化铁量能计（ICAL）探测器上的中微子质量等级。我们审慎地选择观测量，以减少可能的系统不确定性。分别从ICAL上千年无振荡的大气中微子事件中得到中微子和反中微子的分辨率同时作为能量和天顶角的函数，将中微子能量和天顶角仓中的事件数迁移到μ子能量和天顶角仓中。在不同的输入值的$θ_{13}$使用此分辨率函数的共振范围的μ子能量和天顶角的直接可测量的量。然后，以μ子能量和天顶角为输入数据，研究了$θ_{13}$在不同输入值下的边缘化$χ^2$。最后，我们发现，质量层次结构可以探索到一个较低的值$θ_{13}\approx 5^\circ$与置信水平$>$ 95%，在这个设置。
2009-01-29 hep-ph
Optimized Neutrino Factory for small and large $θ_{13}$
最近的长基线中微子振荡实验结果表明，在3 sigma左右的置信水平下，θ（13）的值为非零。在未来的几年里，进一步批准这一具有高度意义的结果将对未来的长基线中微子工厂的计划产生至关重要的影响，该工厂旨在探索轻子CP破坏和中微子质量有序。在这次演讲中，我们讨论了中微子工厂的基线和能量优化，包括磁化铁中微子探测器（MIND）在小和大θ（13）光的最新模拟结果。我们发现，在小θ（13）情况下，对于E（mu）低至12 GeV的CP破坏测量，2500 ~ 5000 km的基线是最佳选择。然而，对于大θ（13），我们表明，较低的阈值和在较低能量下重建的背景实际上允许μ子能量低至5至8 GeV，在相当短的基线，如费米实验室霍姆斯特克。这表明，在最新的MIND模拟中，中微子工厂的低能和高能版本只是针对参数空间不同区域优化的同一实验的两种不同形式。
2011-10-17 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Probing the Dark Matter mass and nature with neutrinos
我们研究了在O（10）GeV范围内相对较轻的暗物质质量的太阳内部暗物质湮灭可能产生的间接中微子信号。由于其出色的能量重建能力，我们专注于在液态氩或磁化铁量热计探测器，提出了下一代的远探测器的中微子振荡实验和中微子望远镜的这种流量的检测。这项研究的目的是探索这些探测器确定暗物质性质的基本属性的能力，例如其质量或其相对湮灭分支分数到不同的通道。我们发现，只要暗物质湮灭有一个明显的分支进入中微子或至少是τ通道，这些探测器就能够准确地测量暗物质质量。我们还发现了不同的暗物质质量和湮灭通道之间的简并性，其中较低暗物质质量的硬τ通道谱可能模仿较大暗物质质量的软夸克通道谱。最后，我们讨论了不同的分支比的检测器的灵敏度，并发现它是一个和两个数量级之间的更好的从那些来自超级神冈数据的分析目前的界限。
2013-03-19 astro-ph.HE hep-ph
Probing Earth's core using atmospheric neutrino oscillations in the presence of NSI at INO-ICAL
本研究利用INO-ICAL探测器的大气中微子振荡，在非标准相互作用存在下，量化探测地球核心及核幔边界的能力，发现NSI会影响地球层析成像测量。
2025-10-07 hep-ex hep-ph physics.geo-ph
Atmospheric neutrinos as a probe of eV^2-scale active-sterile oscillations
由于eV^2尺度的活跃-无活动振荡的存在，下行大气ν_μ和{ \bar{ν_μ} }通量会发生显著的变化。我们研究了一个大型液氩探测器和一个大型磁化铁探测器（如拟议的ICAL在INO）对这些振荡的灵敏度。LSND和最近MiniBooNE的结果以及最近重新计算反应堆通量后对反应堆实验的重新分析表明了这种振荡。在ν扇区和{ \bar ν}扇区中也存在无菌状态的其他试探性指示。使用允许的无菌参数范围内的3+1混合框架，以测试这些结果，我们进行了一个拟合假设积极无菌振荡的μ中微子和反中微子部门，并计算振荡排除限制使用大气下行μ中微子和反中微子事件。我们发现（对于ν_μ和{ \bar{ν_μ} }）液态氩探测器、ICAL类探测器或两种探测器的组合分析，在1 Mt/年的曝光量下，对\sin^2 2Θ_{μμ} \geq 0.08的参数空间区域（0.1 < Δm^2 < 5 eV^2）提供了显著的灵敏度。因此，大气中微子实验可以在这些区域提供互补覆盖，结合其他实验对这些参数的限制，提高灵敏度极限。我们还分析了仅使用μ子反中微子事件的边界，并将其与MiniBooNE的结果进行比较。
2012-07-28 hep-ph
Optimization of the Neutrino Factory, revisited
我们进行了中微子工厂的基线和能量优化，包括磁化铁探测器（MIND）的最新模拟结果。我们还考虑了tau衰变的影响，产生的nu_mu到nu_tau或nu_e到nu_tau的外观，对质量层次，CP破坏，和theta_{13}发现达到，我们发现是可以忽略不计的考虑检测器。对于小theta_{13}的基线能量优化，我们定性地恢复与早期模拟的MIND检测器的结果。我们发现最佳基线约2500公里至5000公里的CP破坏测量，现在的值E_mu低至约12 GeV可能是可能的。然而，对于大的theta_{13}，我们证明了较低的阈值和在较低的能量下重建的背景实际上允许μ子能量低至5 GeV，在相当短的基线，如FNAL-Homestake。这意味着，根据最新的MIND分析，中微子工厂的低能和高能版本只是针对参数空间的不同部分优化的同一实验的两个不同版本。除了更新的探测器性能的绿色领域的研究，我们讨论了具体的实施为两个基线中微子工厂，其中考虑的探测器站点被认为是目前讨论的地下实验室。我们发现，可以找到合理的设置为中微子工厂源在亚洲，欧洲和北美，三角形的存储环是可能的，在所有情况下，仅基于几何参数。
2011-04-12 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Probing the interior of Earth using oscillating neutrinos at INO-ICAL
本研究提出利用印度中微子观测站的50kt ICAL探测器，通过大气中微子振荡的地球物质效应探测地球内部，可验证地核存在、测量核幔边界位置并探测地球内部暗物质，其磁化结构带来的电荷鉴别能力对提升探测精度至关重要。
2024-01-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Search for the sterile neutrino mixing with the ICAL detector at INO
这项研究是在印度中微子天文台（INO）用磁化铁热量计（ICAL）探测无菌中微子混合的前景上进行的，使用大气中微子作为源。我们考虑了活跃-惰性中微子混合的3~ $+$ ~1方案，得到了惰性中微子质量和混合角平面上的排斥曲线。分析是使用中微子事件发生器NUANCE，修改为ICAL，并折叠的探测器分辨率从一个完整的GEANT 4为基础的探测器模拟由INO合作获得。将只考虑μ子的能量和天顶角的分析结果与考虑中微子诱发事件的强子能量的分析结果进行了比较。一个小的改进已被观察到的强子信息添加到μ子。在分析中，我们考虑了中微子来自所有天顶角和地球物质的影响也包括在内。包含来自所有天顶角的事件比仅使用下行事件获得的结果提高了约35 $\%$的对无菌中微子混合的灵敏度。这种改善主要是由于地球物质效应对活性-无菌混合的影响。探索了ICAL对活性-无菌混合的预期精密度，并允许置信水平（C.L.）轮廓呈现。在假定的无菌混合角的$10^\circ$真值和$Δm^2_{41}$和无菌混合角的边缘化下，90% C. L. (from 2个参数图）对于$θ_{14}$和$θ_{34}$约为$20^\circ$，对于$θ_{24}$约为$12^\circ$。
2017-05-26 hep-ex hep-ph nucl-th
Indirect searches of Galactic diffuse dark matter in INO-MagICAL detector
暗物质存在的特征只能通过它的引力相互作用来揭示。弱相互作用大质量粒子（Weakly Interacting Massive Particle，WIMP）是一类暗物质，它可以湮灭和/或衰变为标准模型粒子，其中中微子是一个有利的候选者。研究表明，印度中微子天文台（INO）计划中的50 kt磁化铁量能计（MagICAL）探测器可以分别在中微子和反中微子模式下对银河系弥散暗物质进行间接探测。我们提出了500 kt $\cdot$年MagICAL探测器的灵敏度设置限制的速度平均自湮灭截面（$\langleσv\rangle$）和衰变寿命（$τ$）的暗物质具有质量的范围分别为2 GeV的$\leq m_χ\leq $ 90 GeV和4 GeV的$\leq m_χ\leq $ 180 GeV，假设没有超过传统的大气中微子和反中微子通量在INO网站。我们对低质量暗物质的限制限制了以前没有探索过的参数空间。我们表明，MagICAL将能够设置竞争约束，$\langleσv\rangle\leq 1.87\,\times\,10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$为$χχ\rightarrowν\barν$和$τ\geq 4.8\,\times\,10^{24}$ s为$χ\rightarrowν\barν$在90 $\%$ C. L。（1 d.o.f.）对于$m_χ$ = 10 GeV，…
2017-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ex
Resolving CP Violation by Standard and Nonstandard Interactions and Parameter Degeneracy in Neutrino Oscillations
In neutrino oscillation with non-standard interactions (NSI) the system is enriched with CP violation caused by phases due to NSI in addition to the standard lepton Kobayashi-Maskawa phase δ. In this paper we show that it is possible to disentangle the two CP violating effects by measurement of muon neutrino appearance by a near-far two detector setting in neutrino factory experiments. Prior to the quantitative analysis we investigate in detail the various features of the neutrino oscillations with NSI, but under the assumption that only one of the NSI elements, ε_{e μ} or ε_{e τ}, is present.…
2009-12-23 hep-ph
Measuring the Mass Hierarchy with Muon and Hadron Events in Atmospheric Neutrino Experiments
在大气中微子实验中，可以通过观测地球物质效应来测量中微子质量等级。磁化铁量热计由于其电荷识别能力而在这方面表现良好。在这个探测器中，$ν_μ$的带电电流相互作用产生了μ子径迹和强子簇射。μ子轨道的方向可以非常精确地测量。我们显示了预期的改善，达到这类实验的中微子质量层次，因为我们提高了μ子能量分辨率和μ子重建效率。接下来，我们建议在分析中包括强子事件，通过用相应μ子的天顶角标记它们，并首先在能量上然后在天顶角上合并强子数据。据我们所知，这种对大气中微子数据进行分析的方法以前从未被考虑过。我们表明，强子事件增加了实验的质量层次的灵敏度。最后，我们显示了预期的质量层次的灵敏度重建中微子能量和天顶角。我们展示了探测器的分辨率如何破坏中微子通道中的地球物质效应，并论证了为什么从中微子分析中获得的灵敏度不能明显优于仅使用μ子数据的分析。结果表明，当我们把μ子和强子数据的贡献相加时，得到了最佳的质量等级灵敏度。对于$\sin^22θ_{13}=0.1$，$\sin^2θ_{23}=0.5$，μ子能量分辨率为2%，重建效率为80%，曝光量为$50\times 10$ k吨-年，通过结合μ子和强子的数据，我们可以得到质量等级的$4.5σ$信号。
2013-06-06 hep-ph
Simulation analysis with rock muons from atmospheric neutrino interactions in the ICAL detector at INO
本文模拟分析了 INO 的 ICAL 探测器中由大气中微子与岩石相互作用产生的岩石 μ 子，发现其能独立测量振荡参数，与标准大气中微子分析结合可提高探测器的测量精度。
2023-11-21 hep-ph physics.ins-det
Physics Potential of the ICAL detector at the India-based Neutrino Observatory (INO)
印度中微子天文台（INO）即将推出的50 kt磁化铁量能器（ICAL）探测器旨在分别研究大范围能量和路径长度的大气中微子和反中微子。该实验的主要目的是通过观测多GeV范围内大气中微子的能量和天顶角依赖性来探索地球物质效应。这项研究对于解决中微子振荡物理学中的一些悬而未决的问题，包括中微子质量等级的基本问题，将是至关重要的。在本文件中，我们提出了从现实的探测器模拟获得的探测器的物理势。我们描述了模拟框架、探测器中的中微子相互作用以及探测器对穿过它的粒子的预期响应。ICAL探测器可以高精度地确定μ子的能量和方向，此外，它对多GeV强子的灵敏度大大增加了它的物理范围。它的电荷识别能力，以及因此区分中微子和反中微子的能力，使它成为确定中微子质量等级的有效探测器。在这份报告中，我们概述了中微子质量等级的测定和大气中微子混合参数的精确测量在ICAL进行的分析，并给出了预期的物理探测器的运行时间为10年。我们还探讨了ICAL探测新的物理场景，如CPT违反和磁单极子的存在的潜力。
2017-05-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Constraining non-unitary neutrino mixing using matter effects in atmospheric neutrinos at INO-ICAL
本文研究非幺正中微子混合参数 α32 对大气 μ 中微子存活概率的影响，并利用 INO-ICAL 探测器的电荷鉴别能力给出与 DUNE、T2HK 可比且互补的模型无关约束。
2024-09-29 hep-ex hep-ph physics.ins-det
