Jinping Neutrino Experiment (Jinping) is proposed to significantly improve measurements on solar neutrinos and geoneutrinos in China Jinping Laboratory - a lab with a number of unparalleled features, thickest overburden, lowest reactor neutrino background, etc., which identify it as the world-best low-energy neutrino laboratory. The proposed experiment will have target mass of 4 kilotons of liquid scintillator or water-based liquid scintillator, with a fiducial mass of 2 kilotons for neutrino-electron scattering events and 3 kilotons for inverse-beta interaction events. A number of initial sensitivities studies have been carried out, including on the transition phase for the solar neutrinos oscillation from the vacuum to the matter effect, the discovery of solar neutrinos from the carbon-nitrogen-oxygen (CNO) cycle, the resolution of the high and low metallicity hypotheses, and the unambiguous separation on U and Th cascade decays from the dominant crustal anti-electron neutrinos in China.
A Letter of Intent for MATHUSLA: a dedicated displaced vertex detector above ATLAS or CMS
在这份意向书(LOI)中,我们提出了MATHUSLA(超稳定中性粒子的大规模定时速度计)的建设,这是一个专用的大容量位移顶点探测器,用于ATLAS或CMS上方表面的HL-LHC。这样的探测器可以使用现有技术建造,并有合理的预算及时进行HL-LHC升级,可以搜索中性长寿命粒子(LLP),其灵敏度比ATLAS或CMS高出几个数量级,同时还可以作为CERN的尖端宇宙射线望远镜,探索宇宙射线和天体粒子物理学中的许多悬而未决的问题。我们回顾了MATHUSLA的物理动机,并总结了几种不同的可能的探测器几何形状的LLP范围,以及概述了宇宙射线物理计划。我们提出了几个更新的背景研究MATHUSLA,这有助于通知第一个探测器的设计概念,利用模块化结构与电阻板室(RPC)作为主要的跟踪技术。我们提出了第一个效率和重建的研究,以验证这种设计理念的可行性,我们探讨了其总成本的一些方面。最后,我们总结了MATHUSLA试验台的最新进展,这是一个小规模的演示实验,目前正在CERN Point 1获取数据,并对未来的工作进行了简短的评论。
Letter of Intent: The Precision IceCube Next Generation Upgrade (PINGU)
精确冰立方下一代升级(Precision IceCube Next Generation Upgrade,简称PINGU)是冰立方中微子天文台的低能填充阵列。利用IceCube验证的技术,PINGU将在几个GeV的能量阈值上具有世界上最大的中微子有效体积,以适度的成本提高对中微子振荡物理学几个方面的灵敏度。凭借其前所未有的低能大气中微子统计样本,PINGU将对$ν_μ$消失具有高度竞争力的灵敏度,$θ_{23}$八分圆和最大混合,将成为世界上最好的$ν_τ$外观测量,允许PMNS混合矩阵的么正性的独特探测,并将能够用不到4年的数据区分$3σ$显著性的中微子质量排序。平谷还可以扩展对太阳WIMP暗物质的间接搜索,以补充正在进行和计划中的直接暗物质实验。在能量范围的低端,PINGU可能会使用中微子层析成像直接探测地核的组成。随着模块密度的增加,PINGU将提高IceCube对银河系超新星中微子爆发的灵敏度,并使其能够提取中微子能量谱形状。
An Update to the Letter of Intent for MATHUSLA: Search for Long-Lived Particles at the HL-LHC
我们报告了HL-LHC拟议的MATHUSLA长寿命粒子(LLP)探测器设计的最新进展,更新了原始意向书(LoI)中的信息,见CDS:LHCC-I-031,arXiv:1811.00927。在LHC第5点确定了一个合适的位置,该位置比LoI中假设的更接近CMS相互作用点(IP)。衰变体积的高度从20 m增加到25 m。工程研究已经进行,以定位地下的大部分衰变体积,使探测器更接近IP。通过这些变化,100 m x 100 m探测器对于大c $τ$具有与LOI和其他研究中描述的200 m x 200 m探测器相同的物理范围。小c $τ$的性能由于接近IP而得到改善。探测器技术也在不断发展,同时保留了LOI中所述的电阻板室(RPC)中的条形传感器几何结构。本设计使用挤压闪烁体棒,使用波长偏移光纤和硅光电倍增器(SiPM)读出。操作将更简单,更强大,操作电压低得多,不使用温室气体。制造是简单的,应该会节省成本。由于2018年在ATLAS之上运行的MATHUSLA测试台进行了新的模拟研究和测量,对背景的理解也有了显著的进步。我们讨论了Mathusla合作的下一步,并确定了新成员可以做出特别重要贡献的领域。
Letter Of Intent for a future $μ^+ \to \mathrm{e}^+ γ$ experiment at the High Intensity Muon Beam facility at PSI
INFN Sezione di Pavia(意大利国家核物理研究所帕维亚分部);ICEPP, The University of Tokyo(东京大学宇宙线地球元素起源研究中心);INFN Sezione di Roma(意大利国家核物理研究所罗马分部);Oliver Lodge Laboratory, University of Liverpool(利物浦大学奥利弗·洛奇实验室);INFN Sezione di Pisa(意大利国家核物理研究所比萨分部);Department of Physics, University of Oxford(牛津大学物理系);CERN(欧洲核子研究组织);Institut de Physique des deux Infinis de Lyon(里昂两无穷大物理研究所);INFN Sezione di Genova(意大利国家核物理研究所热那亚分部);INFN Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);Department of Physics and Astronomy, University College London(伦敦大学学院物理与天文系);PSI Center for Neutron and Muon Sciences(保罗谢勒研究所中子与μ子科学中心)