Search for neutrino non-standard interactions with ANTARES and KM3NeT-ORCA
中微子在物质中传播过程中的非标准相互作用会导致标准3-中微子框架中预期的中微子振荡出现显著偏差。这些额外的相互作用将导致中微子望远镜可观测到的异常中微子通量。位于地中海深渊的ANTARES探测器及其下一代继任者KM 3 NeT有可能测量来自非标准中微子相互作用的中微子振荡中的次主导效应。在这方面的贡献，一个可能性为基础的搜索与10年的大气μ介子中微子数据记录与ANTARES报告和敏感性预测为KM 3 NeT/ORCA，现实的探测器模拟的基础上，显示。在NSI $μ- τ$扇区中使用ANTARES获得的界限构成了迄今为止最严格的界限。
2021-07-29 hep-ex hep-ph
KM3NeT/ORCA: status and perspectives for neutrino oscillation and mass hierarchy measurements
下一代中微子望远镜基础设施，千米立方体中微子望远镜KM 3 NeT，目前正在地中海建造。它的低能量配置ORCA被优化用于探测能量高于~1 GeV的大气中微子。ORCA探测器的主要目标是精确测量大气中微子振荡参数和确定中微子质量序。该探测器还对其他各种物理主题敏感，如暗物质，非标准相互作用和无菌中微子。概述了ORCA探测器及其研究方案，以及对4线阵列收集的数据的早期分析。
2021-07-22 hep-ex physics.ins-det
Constraining the invisible neutrino decay with KM3NeT-ORCA
在标准模型之外的粒子物理学的几个理论认为中微子可以衰变。在这项工作中，我们假设的标准机制的中微子振荡被改变的最重的中微子质量状态的衰变成一个不育的中微子，并根据模型，标量或Majoron。我们研究了即将到来的KM 3 NeT-ORCA实验对这种情况的敏感性，发现它可以改善来自振荡实验的电流边界，其中三个中微子振荡被认为是大约两个数量级。我们还研究了中微子衰变的存在如何影响大气振荡参数$\sin^2θ_{23}$和$Δm_{31}^2$的测定，以及中微子质量排序的灵敏度。
2019-01-12 hep-ex hep-ph
KM3NeT-ORCA: Oscillation Research with Cosmics in the Abyss
目前正在地中海沿岸建造的KM 3 NeT是一个分布式研究基础设施，将拥有一个用于高能中微子天文学的km 3级中微子望远镜（ARCA）和一个用于大气中微子中微子振荡研究的百万吨级探测器（ORCA）。ORCA针对质量等级的测量进行了优化，在3-4年后提供3σ的灵敏度。它还将测量大气混合参数$Δm_{32}^2$和$θ_{23}$，其精度可与使用μ中微子消失和τ中微子出现通道的NOvA和T2 K实验相媲美。它将以超过10%的精度提供对τ中微子出现率的测量，这是检验幺正性的关键因素。它将通过物质共振效应探测穿过地核和地幔的中微子和反中微子的混合角$θ_{23}$的八分圆，这在很大程度上与CP相位无关。在宽范围的基线和能量上观测中微子振荡将为新物理学提供广泛的灵敏度，如非标准中微子相互作用（NSI）和无菌中微子。
2017-01-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The ORCA Option for KM3NeT
最近有人提出，在3-20 GeV的能量范围内，通过测量中微子在能量和天顶距上的二维到达模式，可以从穿过地球的大气中微子的振荡模式中实验地确定中微子的质量等级。ORCA（深渊中宇宙振荡研究）是一项研究，探讨利用为KM 3 NeT项目开发的深海中微子望远镜技术进行这种测量的可行性。在下文中，将讨论潜在的物理和由此产生的实验特征，并介绍正在进行的模拟研究的一些方面。从一项简化研究中得出的初步敏感性估计强烈表明，要得出结论性结果，至少需要2000万吨-年的暴露量。
2014-02-05 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Cosmic Ray Physics with the KM3NeT Telescopes
INFN – Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）
KM3NeT望远镜通过探测海水中的切连科夫辐射，研究大气μ子通量，解决宇宙射线实验中的μ子谜题，并用于探测器校准和系统误差约束。
2026-04-30 hep-ex hep-ph
Improving the neutrino mass hierarchy identification with inelasticity measurement in PINGU and ORCA
几个GeV的能量阈值（PINGU，ORCA）的大气中微子的冰下和水下探测器的多兆吨级开辟了新的可能性，在确定中微子的属性，特别是中微子质量等级。利用光学模块的密集阵列，除了中微子能量$E_ν$和μ子天顶角$θ_μ$之外，还可以确定带电电流$ν_μ$事件的非弹性$y$。随着对$y$的测量，探测器的发现潜力将大大增加。它将使（i）中微子和反中微子信号的部分分离;（ii）更好地重建中微子方向;（iii）减少中微子参数简并性;（iv）更好地控制系统不确定性;（v）更好地识别$ν_μ$事件。这将提高对CP违反阶段的敏感性。计算了三维、$(E_ν, θ_μ, y)$、$ν_μ-$、运动学和实验涂抹图。我们给出了$E_ν- θ_μ$平面上不同间距的$y$的不对称分布，并研究了它们的性质。我们表明，非弹性信息减少了30%的参数退化的影响。在非弹性的情况下，建立质量等级的总显著性可以增加20% -50%，从而有效地将探测器的体积增加1.5 - 2倍。
2013-06-04 hep-ex hep-ph
Atmospheric Neutrino Oscillations: the Full Picture
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
通过联合分析多个大气中微子数据集（Super-Kamiokande、IceCube-DeepCore、KM3NeT/ORCA）和反应堆数据（Daya Bay），首次实现统一物理模型描述所有数据，得到有竞争力的混合参数测量，排除CP守恒并偏好正常质量顺序。
2026-09-15 hep-ex hep-ph
Comparison of the measured atmospheric muon flux with Monte Carlo simulations for the first KM3NeT detection units
2015年12月（ARCA）和2017年9月（ORCA），KM3NeT合作组织在地中海成功部署了首批探测装置。2016年9月至2017年3月期间收集的数据样本已用于测量海平面以下两个不同深度的大气μ子通量：ARCA约3.5\，km，ORCA约2.5\，km。大气μ介子通量代表了中微子望远镜的丰富信号，可以用来检验蒙特卡罗模拟链的可靠性。在这项工作中，测量相比，蒙特卡罗模拟的基础上MUPAGE和CORSIKA代码。测量事件和模拟事件使用相同的方法处理，使比较可靠。
2021-01-05 astro-ph.HE hep-ex
Non-Standard Interaction of atmospheric neutrino in future experiments
本文介绍了在未来的大规模中微子实验中探测大气中微子传播中的中性流非标准相互作用（NSI）的前景，包括DUNE、HK、KNO和ORCA。对于DUNE，我们利用它识别τ中微子事件的能力，并将$ν_τ$的出现与$ν_μ$的消失结合起来。根据我们的模拟结果，十年的大气中微子观测可以使NSI参数$\varepsilon_{μτ}, | \varepsilon_{μμ} - \varepsilon_{ττ} |$、$\varepsilon_{e μ}$、$\varepsilon_{e τ}$和$| \varepsilon_{μμ} - \varepsilon_{e e} |$的界值提高几个数量级。此外，我们显示了CP违反阶段$δ_{CP}$和NSI参数$\varepsilon_{eμ}, \varepsilon_{eτ}$和$|\varepsilon_{ee} - \varepsilon_{μμ}|$之间的预期相关性，并确认了DUNE，HK，KNO（与HK相结合）在排除“无CP违反“假设时的潜力，分别为1 $σ$，2 $σ$和3 $σ$。
2022-06-06 hep-ex hep-ph
Probing atmospheric mixing and leptonic CP violation in current and future long baseline oscillation experiments
我们进行现实模拟的当前和未来的长基线实验，如T2 K，NO $ν$ A，DUNE和T2 HK，以确定其最终的潜在探测中微子振荡参数。我们量化了这些实验的潜力，以支持大气角$θ_{23}$的八分圆以及CP相位$δ_{CP}$的值和符号。
2017-09-26 hep-ex hep-ph
Comparison of the measured atmospheric muon rate with Monte Carlo simulations and sensitivity study for detection of prompt atmospheric muons with KM3NeT
KM3NeT合作组织在意大利和法国的两个地点成功地在地中海部署了下一代海底中微子望远镜的第一批探测装置。2016年12月至2020年1月期间收集的数据样本已用于测量海平面以下两个不同深度的大气μ子速率：KM3NeT-ARCA 3.5 km和KM3NeT-ORCA 2.5 km。在中微子望远镜中，大气μ子是一种丰富的信号，可用于测试蒙特卡罗模拟链的可靠性，并研究高能初级核撞击地球大气层所引起的大范围空气簇射的物理学。在高于PeV的能量下，在簇射中第一次相互作用后立即产生的瞬发μ子的贡献预计将占主导地位，但它的存在尚未得到实验证实。在这次演讲中，收集的数据与第一检测单位的KM3NeT相比，蒙特卡罗模拟的基础上MUPAGE和CORSIKA代码。的模拟和重建链的主要特点。此外，还讨论了利用CORSIKA对KM3NeT-ARCA和KM3NeT-ORCA的瞬发μ子分量模拟信号的初步结果。
2021-07-20 hep-ex physics.ins-det
Atmospheric neutrinos with the first detection units of KM3NeT/ARCA
KM 3 NeT合作正在地中海建造两个深海切伦科夫探测器。ARCA探测器的目标是TeV-PeV中微子天文学，而ORCA探测器则是针对几个GeV能量的大气中微子振荡研究而优化的。在这方面的贡献，与第一次部署的检测单元的ARCA探测器收集的数据进行了分析。选择了一个高纯度的大气中微子样品，证明了ARCA探测器的能力。
2021-10-07 astro-ph.HE hep-ex
Atmospheric Neutrino Oscillations for Earth Tomography
现代提出的大气中微子振荡实验，如在南极冰或ORCA在地中海海水中的PINGU，旨在精确测量的振荡参数，包括中微子质量的排序。然而，他们可以做的远不止于此：由于中微子振荡受到物质相干前向散射的影响，中微子可以为地球内部提供一个新的视角。我们表明，拟议的大气振荡实验可以测量地球下地幔密度的精度在百分之几的水平，包括振荡参数的不确定性和不同密度层之间的相关性。虽然原则上可以通过角分辨率来获取地核，但需要新的技术来提取无简并的信息。
2016-04-05 hep-ex hep-ph physics.geo-ph
Atmospheric neutrino constraints on Lorentz invariance violation with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
利用KM3NeT/ORCA前六个探测单元的1.4年大气中微子数据，研究各向同性洛伦兹不变性违反，设定了新的限制并扩展了现有实验约束。
2026-03-04 hep-ex hep-ph
Probing invisible neutrino decay with KM3NeT-ORCA
本文研究KM3NeT-ORCA探测器对不可见中微子衰变的灵敏度，在正序假设下可探测到寿命与质量比小于180 ps/eV的衰变，且该衰变对振荡参数测量精度无显著影响。
2023-03-27 hep-ex
Probing the Neutrino Mass Hierarchy via Atmospheric $ν_μ+ \bar ν_μ$ Survival Rates in Megaton Water Cerenkov Detectors
中微子的质量等级，目前还不为人知，是各种统一理论中一个强有力的例子。我们表明，大气事件中的$ν_μ + \barν_μ$存活率可以提供一种新的方法，确定在百万吨级水切伦科夫探测器的层次。对于与大气中微子相关的路径长度和能量范围，该速率不仅从$P_{μe}$中的共振物质效应获得显著的物质敏感变化，而且从$P_{μτ}$中的共振物质效应获得显著的物质敏感变化。我们计算了自然和倒置层次的物质振荡情况下的预期μ介子事件率，确定了共振物质效应导致上述两种情况之间可观测差异的能量和路径长度范围。我们还估计了观察该差异所需的暴露时间，并以统计学显著性方式确定了$Δ_{31}$的符号。
2005-08-04 hep-ex hep-ph
Atmospheric Trident Production for Probing New Physics
我们建议利用大气中微子作为一个强大的探测器，通过中微子三叉戟生产新的物理超越了标准模型。在大型切伦科夫探测器中，具有双μ子轨道的末态同时产生于同一顶点，这是一个独特的信号。在标准模型中计算了三叉戟产生的期望事件数。为了说明这一过程的潜力，以探测新的物理，我们获得新的矢量/标量玻色子与耦合的μ子和τ中微子的灵敏度。
2018-10-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Lorentz and CPT Violation in a Magnetized Iron Detector using Atmospheric Neutrinos
我们研究了印度中微子天文台（INO）的铁量热计（ICAL）对中微子扇区洛伦兹和CPT破坏的灵敏度。它能够识别μ子的电荷以及它们的方向和能量，这使得ICAL成为限制这些基本对称性的有用工具。使用分辨率，效率，误差和不确定性从ICAL探测器模拟，我们确定灵敏度$δ{b}_{31}$，参数化的违反μ子中微子部门。我们进行了计算的三个一般情况下，代表混合的CPT违反部分的哈密顿量，特别是，当混合是1）小，2）大，3）相同的PMNS矩阵。我们发现，对于这两种类型的层次，ICAL在INO应该是敏感的$δ{b}_{31}$ $\gtrsim$ $4\times10^{-23}$ GeV在99% C. L。对于500千吨-年的曝光，除非在CPT违规部门的混合是小的。
2014-02-25 hep-ex hep-ph
Measuring Oscillations with A Million Atmospheric Neutrinos
本文联合模拟Super-Kamiokande、IceCube Upgrade、ORCA与Hyper-Kamiokande的大气中微子数据，评估其在质量顺序、θ₂₃卦限及CP相位等振荡测量中的协同灵敏度。
2024-01-19 hep-ex hep-ph
Probing CPT violation in neutrino oscillation: A three flavor analysis
在考虑物质效应的三味框架下研究了中微子振荡中的$CPT$破坏。我们构造了一种新的方法来寻找包含$CPT$破坏项的振荡概率，而无需任何近似。然后，在考虑电荷电流事件的μ子（可直接高分辨率测量）的磁化铁量能器探测器上，研究了大气中微子对$θ_{13}$值为零和非零时的$θ_{13}$破坏。结果表明，该探测器在100万吨/年的曝光量下，可以获得$δb_{32} \lapp 6\times 10^{-24}$ GeV的99%CL的势能束缚，并且不像中微子束实验那样，由于大气中微子的物质效应，不可能产生“假”的$CPT$破坏.讨论了大气中微子在区分$CPT$破坏与CP破坏和非标准相互作用方面的优势。
2010-09-11 hep-ex hep-ph
Probing dark matter inside Earth using atmospheric neutrino oscillations at INO-ICAL
本研究提出利用大气中微子振荡通过测量重子物质含量探测地核暗物质，表明INO-ICAL探测器在500千吨·年曝光下1σ水平可探测地球质量5%-6%的暗物质，且可探测地核重子物质分布。
2023-08-24 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Measurement of atmospheric neutrino oscillations with very large volume neutrino telescopes
中微子振荡在过去几十年中已经使用多个中微子源和实验装置进行了探测。近年来，超大容量中微子望远镜开始为该领域做出贡献。首先是ANTARES，然后是IceCube，它们依赖于大而稀疏的仪器体积来观察大气中微子的基线和其他实验无法获得的能量组合。利用这一优势，IceCube的最新结果开始接近其他成熟技术的精度，并为未来的探测器（如ORCA和PINGU）铺平了道路。这些新项目旨在提供更好的测量中微子振荡参数，并最终确定中微子质量排序。运行实验的结果和潜在的拟议项目进行了讨论，在这篇评论中，强调的测量所涉及的实验挑战。
2015-11-03 hep-ex physics.ins-det
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
The KM3NeT Neutrino Telescope and the potential of a neutrino beam from Russia to the Mediterranean Sea
KM3NeT是新一代中微子望远镜，目前正在地中海的两个地点建造。在距离意大利西西里岛100公里的Capo Passero现场，将用光学传感器测量超过1立方公里的水量。这台名为ARCA的仪器是为了观测TeV和PeV中微子的宇宙源而优化的。另一个地点位于法国土伦近海40公里处，将拥有一个更密集的光学传感器阵列ORCA。ORCA的能量阈值为几个GeV，它将能够通过对大气中微子振荡的精确测量来确定中微子质量等级。在这篇文章中，我们回顾了KM3NeT的科学目标及其建设现状。我们还讨论了从俄罗斯Protvino到ORCA的中微子束的科学潜力。我们表明，这样的实验将允许测量的CP违反相的中微子混合矩阵。为了达到与其他计划中的长基线中微子实验（如DUNE和T2HK）相竞争的灵敏度，有必要对Protvino加速器复合体进行升级。
2018-03-22 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
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
Probing invisible neutrino decay with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
本文利用 KM3NeT/ORCA 初始配置 ORCA6 的 433 千吨年大气中微子数据，以分箱对数似然方法检验 $ν_3$ 不可见衰变，最佳拟合与标准模型在 2.1σ 内一致。
2025-03-17 hep-ex
Probing neutrino non-standard interactions with atmospheric neutrino data
本文根据Super-Kamiokande包含事件和Super-Kamiokande与MACRO上行μ子的最新资料，重新考虑了大气中微子异常。我们从非标准中微子-物质相互作用（NSI）和标准nu_mu -> nu_tau振荡（OSC）两个方面重新分析了大气中微子异常的解决方案。我们的统计分析表明，一个纯粹的NSI机制现在被排除在99%，而标准的nu_mu -> nu_tau OSC机制提供了一个非常好的描述的异常。因此，我们研究了一个扩展的中微子传播机制，它结合了振荡和非标准的中微子-物质相互作用，以获得对变味（FC）和非普适（NU）中微子相互作用的限制。我们得到非对角变味中微子参数λ和对角非普适中微子参数λ ′被限制在-0.03| '|在99.73%CL下< 0.05。这些极限与模型无关，它们是从纯中微子物理过程中获得的。大气中微子异常的中微子振荡解对非标准中微子相互作用的稳定性建立了近最大大气混合和中微子振荡假设的鲁棒性。当Δ m^2 = 2.3*10^{-3} eV^2，sin^2（2*theta）= 1，θ = 6.7*10^{-3}和θ ' = 1.1*10^{-3}时，与数据的吻合度最好，尽管当θ，θ' -> 0时，χ ^2函数在θ和θ '方向上相当平坦。
2003-02-14 astro-ph 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
Neutrino Oscillations in Dark Backgrounds
我们研究了暗扇区（暗物质、暗辐射或暗能量）与活跃中微子耦合的情况。对于光和弱耦合的外来部门，我们发现标量，矢量，或张量暗背景可能会明显影响中微子传播，而其余几乎不可见的所有其他唯象探针。暗介质可能会导致与标准模型预测的微小偏差，甚至提供中微子振荡的另一种解释。虽然中微子的传播在所有实验中都受到影响，但大气数据目前是新物理尺度最有前途的探测。我们量化了未来的灵敏度的ORCA探测器的KM 3 NeT和IceCube实验，并发现所有的外来效应可以限制在百分之几的地球物质的潜力的水平，与耦合介导的$μ$ -中微子转换是最受约束的。像DUNE这样的长基线实验可以提供关于暗区规模的补充信息。
2018-04-13 hep-ex hep-ph
Evidence for Normal Neutrino Ordering with Combined Atmospheric Neutrino Experiments
Harvard University（哈佛大学）；Universidade de Santiago de Compostela（圣地亚哥-德孔波斯特拉大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Durham University（杜伦大学）
本研究结合Super-Kamiokande、IceCube-DeepCore与KM3NeT/ORCA的大气中微子数据进行联合分析，精确约束了振荡参数，以99.95%置信度排除中微子质量倒序，提供正序的证据。
2026-10-22 hep-ex hep-ph
Sensitivity to light sterile neutrino mixing parameters with KM3NeT/ORCA
KM 3 NeT/ORCA是为大气中微子振荡研究而优化的下一代中微子望远镜。本文给出了ORCA对3+1模型中轻不育中微子存在的灵敏度。经过三年的数据采集，ORCA将能够探测活跃-无菌混合角$θ_{14}$、$θ_{24}$、$θ_{34}$和有效角$θ_{μe}$，在广泛的质量平方差$Δm^2_{41} \sim [10^{-5}, 10]$ $\rm{eV}^2$范围内，允许测试eV质量无菌中微子假说作为短基线异常的起源，以及探测非常轻的无菌中微子假说，尚未受到宇宙学的约束。ORCA将能够探索目前测量尚未达到的参数空间的相关部分。
2021-11-23 hep-ex
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
Measurement of neutrino oscillation parameters with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
本文利用KM3NeT/ORCA首批六个探测单元（ORCA6）获取的5828个中微子候选事例，通过分箱对数似然拟合测量了大气中微子振荡参数，并初步检验了中微子质量顺序。
2024-10-04 hep-ex
Probing Quantum Gravity with Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes
来自天体物理源的高能光子是量子引力（QG）候选理论某些预言的独特探针。特别是，成像大气切伦科夫望远镜（IACT）是优化的仪器，用于从几十GeV到~100 TeV的能量范围内的天文观测，这使得它们成为寻找QG效应的优秀仪器。在这篇文章中，我们将审查QG效应，可以测试与IACT，最显着的洛伦兹不变性违反及其后果。它通常表示和建模的光子色散关系修改通过引入能量依赖项。我们将描述不同研究中采用的分析方法，以便仔细讨论和比较二十多年来使用IACT获得的结果。随着该领域的历史发展，我们将观察分析方法如何随着时间的推移而得到改进和改进，并分析为什么有些研究比其他研究更敏感。最后，我们将讨论该领域的未来，提出提高分析灵敏度的想法和研究发展的方向。
2021-09-19 astro-ph.HE hep-ex
Probing high-energy interactions of atmospheric and astrophysical neutrinos
天体物理中微子和大气中微子是产生EeV宇宙线的强大加速器的重要探针。了解这些加速器是中微子观测站的一个关键目标，以及从超新星、暗物质湮灭和其他天体物理学主题中寻找中微子。在这里，我们将讨论像IceCube这样的中微子观测站以及未来的设施，如KM 3 NeT和IceCube-Gen 2，如何研究高能（1 TeV以上）中微子相互作用的性质。这远远高于在人造加速器中可获得的能量，在人造加速器中，最高能量的中微子束仅达到500 GeV。相比之下，中微子天文台已经观测到能量超过5 PeV的事件-能量高出10，000倍-未来的大型天文台可能会探测能量高达$10^{20}$ eV的中微子。这些数据对标准模型的测量，如低比约肯$-x$部分子分布和胶子阴影，以及对超越标准模型物理的研究都有影响。本章将回顾现有的技术和结果，并讨论未来的前景。
2019-06-05 astro-ph.HE hep-ex nucl-ex
Precision three-Dimensional Atmospheric Neutrino Flux Calculation Based on Honda Flux Model
North China Electric Power University（华北电力大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
该研究基于本田通量模型进行精确三维大气中微子通量计算，纳入μ子传播等更新，涵盖多站点多能量范围。结果显示不同站点差异及μ子传播贡献，降低强子不确定性，为多个中微子及暗物质探测实验提供重要输入。
2026-07-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Non-Standard Interaction of Neutrinos with IceCube and DeepCore
研究了非标准相互作用对高能大气中微子振荡的影响。构造了ν_μ图，研究了ν_μ图对NSI强度参数ε_{αβ}的依赖关系。我们计算了不同能区的ν_μ事例在NSI存在下的天顶角分布。这些分布与IceCube-79（高能样本）和DeepCore（低能样本）数据以及强度参数的约束条件进行了比较|ε_{μτ}|< 6x10^-3，|ε_{μμ}-ε_{τ}|< 3x10^-2（90% C.L.）已经获得。DeepCore在较小能量箱中对天顶角分布的未来测量将允许将边界提高2 - 3倍。我们讨论了NSI在天顶角和事件的能量分布，使他们从不育中微子的影响区别的签名。
2013-04-17 hep-ex hep-ph
Determining the Neutrino Mass Ordering and Oscillation Parameters with KM3NeT/ORCA
地中海的下一代水切伦科夫中微子望远镜正在法国（KM 3 NeT/ORCA）和西西里岛（KM 3 NeT/ARCA）近海建造。KM 3 NeT/ORCA探测器具有能量探测阈值，可以收集大气中微子以研究味道振荡。本文报道了KM 3 NeT/ORCA对这种现象的敏感性。描述了事件的重建、选择和分类。的灵敏度，以确定中微子质量排序进行了评估，发现是4.4 $σ$，如果真正的顺序是正常的和2.3 $σ$，如果倒置，经过三年的数据采集。对正常中微子质量序的测量精度为$85\cdot10^{-6}$ eV $^2$和$θ_{23}$，对倒序的测量精度为$75\cdot10^{-6}$ eV $^2$和$(^{+2.0}_{-7.0})^{\circ}$。最后，描述了通过测量τ中微子的速率来检验轻子混合矩阵的么正性。发现3年的数据采集足以排除$3σ$水平下$ν_τ$和$\barν_τ$事件发生率变化大于20%的情况。
2021-11-30 hep-ex
Atmospheric muons measured with the KM3NeT detectors in comparison with updated numeric predictions
本研究对比KM3NeT中微子望远镜的深水μ子测量结果与最新QCD模型模拟，发现模拟值存在恒定偏低，且该偏差与海平面观测结果一致，为宇宙射线研究提供参考。
2024-09-13 astro-ph.HE hep-ex
Probing the Origin of Neutrino Mass: from GUT to LHC
自Majorana经典工作以来，中微子的性质一直是弱相互作用物理的中心问题之一。如果中微子是它自己的反粒子，那么直接的结果就是通过无中微子双β衰变的轻子数破坏。然而，像大型强子对撞机这样的对撞机提供了直接看到同样现象的希望，而且还提供了完成标准模型所需的新粒子的马约拉纳性质。我在这里回顾这些现象的显著特征，然后转向大统一，作为探索相关新物理学规模的一种方式。最小超对称SO（10）理论基本上消除了LHC物理，但自然地导致了大的大气混合角，并在没有任何额外对称性的情况下预言了$θ_{13} \simeq 10^\circ$，与新的T2K和MINOS数据一致。它还保证了R宇称是精确的，从而导致稳定的LSP作为自然的暗物质候选者。另一方面，最小现实SU（5）理论预测轻费米子三重态（低于TeV）是中微子马约拉纳质量的来源。
2011-07-26 hep-ex hep-ph
Intrinsic limits on resolutions in muon- and electron-neutrino charged-current events in the KM3NeT/ORCA detector
用百万吨级探测器研究几个GeV范围内的大气中微子振荡有望确定中微子质量等级。这是未来KM 3 NeT/ORCA水切伦科夫探测器在地中海追求的主要科学目标。本文研究了ORCA探测器中荷电中微子事件在能量和方向上的分辨率的限制因素。这些过程包括强子碎裂产物的组成，随后的粒子传播和探测器的光子采样分数。用GEANT模拟方法研究了1 - 20 GeV能量范围内海水中中微子相互作用的影响。结果发现，强子级联中的涨落与非弹性y的变化是最有害的分辨率。探测器中有限光子采样的影响明显不那么重要。因此，这些结果也将适用于类似的探测器/介质，例如冰中的探测器/介质。
2017-05-19 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Event reconstruction for KM3NeT/ORCA using convolutional neural networks
KM3NeT研究基础设施目前正在地中海的两个地点建设。法国海岸的KM3NeT/ORCA水切伦科夫中微子探测器将用光电传感器探测数百万吨海水。它的主要目标是确定中微子的质量排序。这项工作旨在证明深度卷积神经网络对中微子望远镜的普遍适用性，以KM3NeT/ORCA探测器的模拟数据集为例。为此，网络被用来实现重建和分类任务，这些任务构成了KM3NeT意向书中为KM3NeT/ORCA提出的分析管道的替代方案。它们被用来推断事件重建估计的能量，方向和入射中微子的相互作用点。在中微子相互作用中产生的带电粒子的切伦科夫光的空间分布被归类为簇射或轨道状，并与大气中微子的检测相关的主要背景过程被确认。性能比较机器学习分类和最大似然重建算法以前开发的KM3NeT/ORCA。结果表明，这种应用程序的深度卷积神经网络的模拟数据集的大容量中微子望远镜产生竞争力的重建结果和性能改进相对于经典的方法。
2020-04-17 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Probing the leptonic Dirac CP-violating phase in neutrino oscillation experiments
The discovery of leptonic CP violation is one of the primary goals of next-generation neutrino oscillation experiments, which is feasible due to the recent measurement of a relatively large leptonic mixing angle θ_{13}. We suggest two new working observables ΔA^{ \rm m}_{αβ} \equiv \max [A^{ \rm CP}_{αβ}(δ)] - \min [A^{ \rm CP}_{αβ}(δ)] and ΔA^{ \rm CP}_{αβ}(δ) \equiv A^{ \rm CP}_{αβ}(δ) - A^{ \rm CP}_{αβ}(0) to describe the CP-violating effects in long-baseline and atmospheric neutrino oscillation experiments. The former signifies the experimental sensitivity to the leptonic Dirac CP-violatin…
2013-03-18 hep-ex hep-ph
Signature of sterile species in atmospheric neutrino data at neutrino telescopes
MiniBooNE的结果仍然不能全面排除LSND实验的振荡解释。到目前为止，能量在MeV范围内的所谓短基线实验和几米的基线一直在探测无菌中微子的存在。我们展示了如何在TeV能量范围内的大气中微子旅行数千公里的距离，这些额外的无菌状态的签名可以获得。TeV范围内的大气中微子将被即将到来的中微子望远镜探测到。当然，这些中微子的真空振荡会非常小。然而，我们表明，地球内部的共振物质效应可以将这些非常微小的振荡增强为接近最大的转变，这应该很难错过。我们表明，在这个高能量的大气中微子事件样本中，可以明确地获得不育中微子的印记。中微子望远镜不仅可以分辨出无菌中微子的存在，还可以区分不同的可能质量和混合情况，以及额外的无菌状态。
2007-11-23 astro-ph hep-ex hep-ph
Probing New Physics Signals with Symmetry-Restored Yukawa Textures
我们实现了一个对称性破坏的指导方针到两个希格斯偶极子模型嵌入三个右手中微子，并利用通用汤川结构的模型通过一个假设的对称性恢复的全球$U_Q(1)^3\times U_L(1)^3$对称性。然后，我们应用质量动力参数化构造的唯象动机汤川相互作用，这使我们能够将中微子质量，暗物质，以及轻子味普适性违反$R_{K^{(*)}}$和$R_{D^{(*)}}$。具体地说，两个大气尺度的中微子质量是由低尺度的跷跷板机制产生的，而轻得多的一个，是$\mathcal{O}(10^{-6})~{\rm eV}$，是由一个$7.1~{\rm keV}$无菌中微子暗物质固定最初产生的冻结机制。另一方面，编码在质量动力结构中的中微子和带电轻子质量等级可以自然地分别解释$R_{K^{(*)}}$和$R_{D^{(*)}}$异常。作为进一步的应用，观察到μ子$g-2$的一个较温和的差异，这也暗示了最近细化的晶格结果。
2020-03-21 hep-ex hep-ph
Probing Non-Standard Couplings of Neutrinos at the Borexino Detector
目前的实验状况并不排除中微子与电子的弱强度非标准相互作用。这些相互作用可以在太阳中微子实验中揭示出来。我们的讨论涉及与这一问题有关的几个方面。首先，我们对超级神冈和SNO数据进行分析，以研究它们对这种相互作用的敏感性。特别地，我们证明了如果ν_e具有适当强度的额外相互作用，则ν_e振荡仍然可以被允许进入无菌中微子。其次，我们认为Borexino探测器可以为这些非标准相互作用提供良好的签名。事实上，在Borexino中，来自νe \to νe散射的反冲电子谱的形状本质上不取决于太阳中微子转换的细节，因为大部分信号来自单能^7 Be中微子。因此，正如大气中微子数据所表明的那样，太阳ν_e部分转换为几乎相等的ν_μ和ν_τ的混合物，这为测试ν_τ或ν_e本身的额外相互作用提供了机会。
2002-03-27 hep-ex hep-ph
Physics reach of the ESSnuSB experiment
ESSnuSB是瑞典未来提出的一个独特的长基线实验，通过探测第二个振荡最大值来研究中微子振荡。在此过程中，我们更新了通量和效率，并重新计算了标准三种风味情况下ESSnuSB的灵敏度。我们发现它对狄拉克CP相位$δ_{\rm CP}$有很好的灵敏度，对中微子质量等级有中等的灵敏度，对大气混合角八分圆$θ_{23}$的灵敏度有限。我们还发现它对大气质量平方差$|Δm^2_{31}|$的约束有很好的灵敏度。
2021-10-27 hep-ex hep-ph
Probing oscillations into sterile neutrinos with cosmology, astrophysics and experiments
我们进行一个彻底的分析产生的振荡信号由一个额外的无菌中微子，扩展以前的分析在简单的限制情况下，包括建立活跃的中微子之间的振荡的影响。我们考虑以下探测：太阳中微子、大气中微子、反应堆中微子和束中微子、大爆炸核合成（氦-4、氘）、宇宙微波背景、大尺度结构、超新星、来自其他天体物理源的中微子。我们发现没有证据表明，在目前的数据中，一个不育的中微子，确定仍然允许的区域，并研究未来的实验可以最好地探测它们：亚兆电子伏的太阳能实验，更精确的研究CMB或BBN，未来的超新星爆炸等，我们讨论如何LSND暗示强烈不赞成（标准）宇宙学的约束。
2004-11-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Search for non-standard neutrino interactions with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
利用KM3NeT/ORCA前六个探测单元及433千吨·年曝光数据，搜寻非标准中微子相互作用，未发现显著偏离，并在90%置信水平上对非标准耦合参数给出了与当前最严格限制相当的上限。
2025-01-22 hep-ex
On Probing theta_{23} in Neutrino Telescopes
在所有的中微子混合参数中，大气中微子混合角theta_{23}对超高能中微子通量比的影响最大。我们调查的潜力，这些通量比测量中微子望远镜约束theta_{23}。我们考虑了来自π介子源、μ介子阻尼源和中子源的天体物理中微子，并比较研究了它们对theta_{23}的灵敏度。发现中子源最有利于测试与最大theta_{23}的偏差。通过卡方分析，我们特别展示了（i）来自同一类型源的不同流量比的组合，以及（ii）来自不同天体物理源的流量比的组合的能力。我们在分析中包括“不纯”来源，即，与通常假设的初始（1：2：0）、（0：1：0）或（1：0：0）焊剂组成的偏差。
2008-04-30 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
Complementarity between atmospheric and super-beam neutrinos at ESSnuSB
Consorcio ESS-bilbao（ESS-Bilbao联合体）；European Spallation Source（欧洲散裂源）；Center of Excellence for Advanced Materials and Sensing Devices, Ruđer Bošković Institute（先进材料与传感设备卓越中心，鲁德·博什科维奇研究所）；IPHC, Université de Strasbourg, CNRS/IN2P3（斯特拉斯堡大学物理与核子化学研究所，法国国家科学研究中心/欧洲粒子物理研究所）；Department of Physics, School of Engineering Sciences, KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院工程科学学院物理系）；The Oskar Klein Centre, AlbaNova University Center（奥斯卡·克莱因中心，阿尔巴诺瓦大学中心）；Sofia University St. Kliment Ohridski, Faculty of Physics（索非亚圣克利门特奥赫里德斯基大学物理学院）；University of Milano-Bicocca and INFN Sez. di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学及意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）
ESSnuSB实验通过结合超束中微子与大气中微子，提升对CP相位δ_CP的测量精度并解决质量顺序退化问题。
2026-03-03 hep-ex hep-ph
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
