DUNE's low energy physics searches
DUNE实验通过建造液氩时间投影室等设施，精确测量中微子振荡参数，探测超新星和太阳中微子，并寻找超出标准模型的新物理现象。
2024-10-10 hep-ex physics.ins-det
Supernova Burst Observations with DUNE
深层地下中微子实验（DUNE）是一个40千吨的地下液态氩时间投影室探测器，对核心坍缩超新星中微子爆发的电子味成分具有独特的灵敏度。我们提出了预期的能力DUNE中微子的测量在几个几十兆电子伏的范围内有关的超新星探测和相应的灵敏度中微子物理和超新星天体物理。报告将突出强调最近的进展和一些悬而未决的问题。
2018-04-05 astro-ph.HE hep-ex physics.ins-det
DUNE: Status and Perspectives
深层地下中微子实验（DUNE）提供了一个丰富的科学计划，重点是中微子振荡和其他超越标准模型的物理学。高强度宽带中微子束流将在费米国家加速器实验室（FNAL）产生，并将被引导到距离FNAL 1300 km的Sanford地下研究设施的40 kt液氩远探测器。该实验的主要目标是确定中微子质量的排序和测量CP破坏相$δ_{\textrm{CP}}$。大型DUNE远探测器的地下位置及其出色的能量和空间分辨率也将允许大统一理论预测的非加速器物理程序，如核子衰变或$n$ - $\bar{n}$振荡。此外，DUNE将对来自核心坍缩超新星的电子中微子通量敏感，提供有关该现象潜在机制的宝贵信息。这个雄心勃勃的项目需要大量的原型和测试计划，以确保技术的所有部分都得到充分理解和测试。两个这样的原型，在单相（ProtodUNE-SP）和双相（ProtodUNE-DP）技术，正在建设中，并将在欧洲核子研究中心中微子平台（NP）从2018年开始运行。
2018-04-13 hep-ex physics.ins-det
DUNE: science and status
本文介绍下一代长基线中微子振荡实验DUNE的科学目标（确定中微子质量层级等）、探测器构成（近/远探测器）及原型（ProtoDUNE等）的最新进展。
2025-02-12 hep-ex physics.ins-det
Photon Detection System Designs for the Deep Underground Neutrino Experiment
深层地下中微子实验（DUNE）将是探索关于标准模型边界的长期问题的首要设施。与支持远探测器设计的液氩时间投影室协同工作，DUNE光子探测系统将捕获紫外闪烁光，以便为事件重建提供有价值的定时信息。为了最大化有效面积，同时保持一个小的光阴极覆盖范围，实验将利用一种基于塑料光导的设计，该光导涂有波长移动化合物，以及硅光电倍增器，以收集和记录液态氩的闪烁光。本报告介绍了最近的初步性能测量的基线设计和几个替代设计，承诺显着改善低能量相互作用的灵敏度。
2015-12-03 hep-ex physics.ins-det
Core-Collapse Supernove Burst Neutrinos in DUNE
深层地下中微子实验（DUNE）是一个基准质量为40千吨的地下液态氩时间投影室实验，它将对下一个银河系核心坍缩超新星预计产生的中微子爆发的电子中微子味成分敏感。这样的观测将为核心坍缩的天体物理学以及中微子的性质带来独特的见解。介绍了DUNE超新星爆发中微子探测和重建的最新进展，包括光探测系统的贡献。
2020-11-13 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Snowmass Topical Report: Underground Facilities for Neutrinos
2021年美国粒子物理学未来社区研究（Snowmass 2021）的主题报告总结了即将到来的和下一代中微子实验的地下设施需求。地下设施的需要分两大类讨论：加速器中微子，特别是与深地中微子实验有关的中微子;非加速器中微子，重点是来自自然源的中微子和寻找无中微子的双β衰变。
2022-11-11 hep-ex physics.ins-det
DUNE Offline Computing Conceptual Design Report
本文件描述了深地下中微子实验（DUNE）的离线软件和计算的概念设计。该实验的目标包括：1）使用从伊利诺斯州费米实验室发送到南达科他州铅的桑福德地下研究设施（SURF）的中微子束研究中微子振荡; 2）研究天体物理中微子源和罕见过程; 3）理解物质中中微子相互作用的物理学。我们描述的计算基础设施的发展需要实现的物理实验的目标，通过存储，编目，重建，模拟和分析$\sim$ 30 PB的数据/年从DUNE和它的原型。我们的目标不是规定特定的算法，而是提供足够灵活和可访问的资源，以支持创造性的软件解决方案和先进的算法，因为HEP计算不断发展。我们描述了物理目标，组织，用例和拟议的技术解决方案。
2022-10-28 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
Neutrino energy scale measurements for final state interactions using advanced computing in DUNE
本研究利用阿贡国家实验室的先进计算，评估不同末态相互作用模型对DUNE长基线中微子实验中微子能标测量的影响。
2024-03-21 hep-ex
Lifetime study of the ColdADC for the Deep Underground Neutrino Experiment
本文研究DUNE实验用ColdADC芯片在低温下的寿命，测量结果显示其寿命比探测器计划运行时间长数个数量级，确保实验数据质量与物理灵敏度。
2025-09-16 hep-ex physics.ins-det
Sterile sector impacting the correlations and degeneracies among mixing parameters at the Deep Underground Neutrino Experiment
本文研究 DUNE 探测活性-惰性中微子混合的能力，通过解析振荡概率、GLoBES 近远探测器联合拟合及不同束流与运行时间组合，展示了带电流和中性流相互作用对宽质量平方差范围内惰性参数约束灵敏度的提升。
2025-02-07 hep-ex hep-ph
APEX: Optimized vertical drift PDS for DUNE FD3
针对DUNE第二阶段FD3模块，提出APEX光子探测系统方案，利用非导电光纤技术实现约60%光学覆盖率，提升MeV级光收集能力与GeV级能量重建分辨率，支持场笼壁完整仪器化及多通道读出，助力中微子物理等研究。
2025-04-17 hep-ex physics.ins-det
Light Detection in DUNE Dual-Phase
DUNE将是一个地下中微子振荡实验，它将对PMNS混合参数进行精确测量，明确地确定质量排序，并发现轻子CP破坏。它还包括一个丰富的非加速器物理计划，如超新星中微子的探测，核子衰变和BSM物理。DUNE的模块之一被提议为双相LArTPC。在该模块中，设计了一个光检测系统（LDS），包括一个光电倍增管阵列和一个基于光纤的校准系统。为了完成物理程序，LDS旨在符合某些物理要求。这些都是提供一个超过90%的检测效率为银河系内的超新星爆发和事件时间重建效率超过90%，信号纯度超过90%的整个活动体积的质子衰变事件的候选人。本文件总结了DUNE双相光探测模拟研究的现状，以及LDS的预期性能，这将成为DUNE即将发布的技术设计报告的一部分。
2019-10-25 hep-ex physics.ins-det
The DUNE Vertical Drift Photon Detection System
深地下中微子实验（英语：Deep Underground Neutrino Experiment，简称DUNE）是一个长基线中微子实验，主要研究振荡参数、超新星物理和质子衰变。它的远探测器将由位于美国南达科他州的四个液态氩时间投影室（LArTPC）地下模块组成，它将探测1300公里外费米实验室产生的中微子束，那里将安装一个近探测器。第二个DUNE远探测器模块，垂直漂移，将是一个单相LArTPC与电子漂移沿垂直轴与两个体积为13.5米× 6.5米× 60米的尺寸由阴极平面分开。电荷收集将由放置在模块顶部和底部的两个阳极平面执行，每个阳极平面由具有电极条的穿孔PCB技术的堆叠层组成。光子探测系统（PDS）将使用分布在三个探测平面上的大尺寸X-Arapuca瓷砖。一个平面将由安装在高压阴极平面上的双面瓷砖的水平布置和两个垂直平面组成，每个平面放置在最长的低温恒温器膜壁上。阴极上14.8%的光活性覆盖率和阴极上7.4%的光活性覆盖率应该可以改善DUNE中可以探测的低能物理范围，特别是关于超新星中微子（~10 MeV）。我们提出了初步表征的垂直漂移PDS使用蒙特卡罗模拟和初步研究其重建能力在兆电子伏的规模。单独使用PDS获得的信息应该允许确定中微子相互作用区域，对于沉积能量高于5 MeV的事件，其精度至少为65 cm，并且沉积能量可以以优于10%的精度重建，两者都在体积的中心。
2021-12-17 hep-ex physics.ins-det
Status of ProtoDUNE Dual Phase
深层地下中微子实验是一个双站点实验，用于长基线中微子振荡研究，以及中微子天体物理学和核子衰变研究。DUNE将包括四个10千吨基准液氩时间投影室（LAr TPC）模块，放置在桑福德地下研究设施（美国南达科他州）。这些模块之一将受益于双相（DP）技术，其中电荷被提取，放大，并在液体表面上方的气态氩中检测，从而允许精细的读出间距，低能量阈值和事件的良好模式重建。为了获得建造和操作这种大规模DP LAr探测器的经验，CERN中微子平台目前正在组装原型。ProtoDUNE-DP探测器由6x6 x6 m3 LAr TPC组成，并于2019年夏季开始调试。
2019-10-22 hep-ex physics.ins-det
Can Lorentz Invariance Violation affect the Sensitivity of Deep Underground Neutrino Experiment?
我们研究的影响洛伦兹不变性破坏（LIV）在测量八分圆的$θ_{23}$和CP阶段的背景下，深地下中微子实验（DUNE）。我们考虑了涉及$e - μ$（$a_{eμ}$）和$e - τ$（$a_{eτ}$）味的CPT破坏LIV参数，这在中微子和反中微子出现概率中引入了额外的干扰项。这个新的干涉项取决于标准CP相位$δ$和新的动态CP相位$φ_{eμ}$ / $φ_{eτ}$，在（$θ_{23}$，$δ$，$φ$）之间产生新的简并。每次取一个LIV参数，并考虑$|a_{eμ}| = |a_{eτ}| = 5 \times 10^{-24}$ GeV的小值，我们发现DUNE的八分体发现潜力在$δ$和$φ_{eμ}$ / $φ_{eτ}$的不利组合下大大恶化。$θ_{23}$的八分圆只能在$3σ$处解析，如果任何$δ$和$φ$选项的$\sin^2θ_{23} \lesssim 0.42$或$\gtrsim 0.62$的真值。有趣的是，我们还观察到，当LIV参数$a_{eμ}$和$a_{eτ}$同时存在时，它们在很大程度上抵消了彼此的影响，使DUNE在很大程度上恢复了其八分圆分辨率能力。我们还重建了CP相位$δ$和$φ_{eμ}$ / $φ_{eτ}$。$δ$上的典型$1σ$不确定度为$10^{\circ}$至$15^{\circ}$，$φ_{eμ}$ / $φ_{eτ}$上的典型$1σ$不…
2021-03-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Enhancing DUNE's solar neutrino capabilities with neutral-current detection
本文提出 DUNE 可通过氩上的中性流相互作用精确测量 8B 太阳中微子总通量，结合带电流及电子散射测量实现类似 SNO 的比较，从而精确测定太阳中微子混合参数，并与 JUNO 反应堆结果联合检验新物理。
2024-10-01 hep-ex hep-ph nucl-ex
Optimal configurations of the Deep Underground Neutrino Experiment
我们进行了深入的地下中微子实验（DUNE）的能力，以回答在中微子部门悬而未决的问题进行了全面的研究。利用束流中微子和大气中微子的数据，讨论了中微子对质量等级、θ_{23}的八分圆和CP破坏的敏感性。我们评估了反应堆实验测量θ_{13}的精度、探测器尺寸、束流功率和曝光时间、探测器磁化强度以及在有和没有近探测器的情况下可获得的系统不确定度的依赖关系。我们发现，一个35 kt远探测器在DUNE与近探测器将解决8倍退化，这是固有的长基线实验，并将满足振荡物理的主要目标，它是专为。
2015-12-28 hep-ex hep-ph
Large Language Model Integration for Knowledge Retrieval and Interaction for the DUNE Experiment
Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
DUNE-GPT利用大型语言模型和检索增强生成技术，实现对DUNE实验内部文档的自然语言查询，提升协作效率与数据隐私保护。
2026-01-13 hep-ex
Energy reconstruction and calibration techniques of the DUNE LArTPC
本文针对DUNE液氩时间投影室远探测器，提出并验证了基于停止宇宙线μ子、π介子和质子的能量刻度与重建技术，并实现了π0质量重建，为精确测量CP破坏和中微子质量顺序奠定基础。
2025-01-01 hep-ex physics.ins-det
ARAPUCA, light trapping device for the DUNE experiment
Universidade Estadual de Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Instituto de Física “Gleb Wataghin”（格列布·瓦塔金物理研究所）
DUNE实验采用ARAPUCA光捕获装置提高中微子探测效率，实现高精度测量。
2026-02-15 hep-ex physics.ins-det
Snowmass 2021 Underground Facilities & Infrastructure Frontier Report
自Snowmass 2013以来的十年中，高能物理研究在地下设施中取得了非凡的进展。T医生Kajita和A.B.麦克唐纳因发现中微子振荡而获得2015年诺贝尔物理学奖，这表明中微子具有质量。美国已经开始发展世界级的LBNF/DUNE科学计划，以研究中微子的性质。第二代暗物质计划在未来5年内将推进到全面的数据收集，暗物质新倡议计划已经开始，美国暗物质社区正在寻找大规模暗物质直接探测搜索的第三代计划。桑福德地下研究设施已成为美国地下设施和基础设施投资的焦点。回顾了自2013年Snowmass过程以来的状态以及2014年P5建议计划的结果。然后根据Snowmass 2021过程的活动和讨论对这些进行评估，得出展望未来十年在地下设施中进行高能物理研究的结论。
2022-11-24 hep-ex physics.ins-det
False Signals of CP-Invariance Violation at DUNE
深层地下中微子实验（DUNE）的主要目标之一是寻找CP不变性破坏的新来源。另一个是对三重中微子范式进行重大检验。在这里，我们表明，有CP不变的新的物理场景，就DUNE数据而言，不能区分从三个大质量中微子的范式非常大的CP不变性违反的影响。我们讨论了非标准中微子相互作用和第四中微子质量本征态的例子。我们简要地讨论了如何通过将DUNE数据与其他长基线实验（包括Hyper-Kamiokande）的数据相结合来解决模糊性。
2016-05-30 hep-ex hep-ph
DUNE-PRISM: Reducing neutrino interaction model dependence with a movable neutrino detector
DUNE实验的PRISM系统通过移动近探测器测量离轴中微子能谱，降低相互作用模型系统不确定性，并利用线性组合预测远探测器能谱。
2025-01-17 hep-ex physics.ins-det
Matter Density Profile Shape Effects at DUNE
中微子和物质之间沿着传播路径的量子力学相互作用，即沃尔芬斯坦物质效应，对于即将进行的长基线中微子振荡实验，特别是深地下中微子实验（DUNE）特别重要。在这里，我们具体探讨了DUNE可以测量的物质密度分布，同时考虑了中微子起源和检测之间的分布的形状和归一化。此外，我们还探讨了微扰方法计算中微子振荡几率的能力以及这种方法是否适用于DUNE。我们还简要地定量探讨了DUNE测量地球物质密度的能力，以及进行这种测量对测量标准中微子振荡参数的影响。
2018-02-19 hep-ex hep-ph
Enhancement of the X-Arapuca photon detection device for the DUNE experiment
在深地下中微子实验（DUNE）中，真空紫外激光器的发光是由名为X-Arapuca的光阱装置收集的，尺寸为（480 x93）mm 2。六千个这样的单元将部署在第一个DUNE一万吨远探测器模块中。在这项工作中，我们提出了第一个表征的光子探测效率的X-Arapuca设备尺寸（200 x75）mm 2通过一个完整的和准确的一套测量沿细胞纵轴与可移动的241-Am源。MPPC光电传感器的读出由一个低温transimsimplifier放大器，以提高单个光电子的灵敏度，提高信噪比，而成组8 MPPC为288平方毫米的总表面。此外，我们开发了一种新的光子降频聚合物材料，通过该材料，X-Arapuca光子探测效率相对于标准设备配置中部署的基线外壳外产品提高了约+50%。所取得的结果进行了比较，以前的测量上的一半大小的X-Arapuca设备，与一个固定的源面向中心，没有冷放大阶段，并讨论鉴于DUNE全尺寸的光电池结构的水平和垂直漂移配置的DUNE TPC的设计和鉴于液体氩掺杂的ppm的CO2。其他采用液态氩作为目标或主动否决的粒子物理项目，如Dark Side和LEGEND或DUNE Near Detector将利用这种新型波长转换材料。
2021-04-15 hep-ex physics.ins-det
SiPMs characterization and selection for the DUNE far detector photon detection system
深层地下中微子实验（DUNE）和费米实验室的长基线中微子设施（LBNF）将为中微子物理和天体物理前沿的关键问题探索提供一个独特的，世界领先的计划。中微子味混合中的CP破坏是其最重要的潜在发现之一。此外，该实验将确定中微子质量等级，并精确测量中微子混合参数，这可能揭示自然界新的基本对称性。此外，DUNE还被设计用于观测核子衰变和超新星爆发中微子。DUNE远探测器中的光子探测（PD）系统提供了宇宙背景的触发，提高了超新星爆发的触发效率，提高了探测器的能量分辨率。DUNE采用了液氩时间投影室（LArTPC）技术，需要仔细选择PD传感器，硅光电倍增器（SiPM），不仅要在低温恒温器中正常工作，还要满足实验寿命的某些规格。在低温恒温器中对SiPM进行全面测试是必要的，因为市场上制造商提供的温度范围不包括该温度范围。本文给出了SenSL C系列60035 SiPM的详细性能测试结果，包括增益、暗计数率（DCR）、串扰和后脉冲率。还讨论了其他供应商的SiPM特性研究，以避免使用单一来源的任何潜在问题。此外，还显示了当前候选产品SenSL B/C系列60035 SiPM正在进行的机械耐久性测试的结果。
2015-12-17 hep-ex physics.ins-det
Leptonic neutral-current probes in a short-distance DUNE-like setup
本研究提出在类DUNE短距离近探测器装置中，通过精确测量中微子-电子散射来检验非最小弱相互作用形式，该过程虽统计量低但本底干净，可补充振荡研究结果并揭示低标度跷跷板机制的中微子质量产生标度。
2024-06-25 hep-ex hep-ph
Low energy calibration in DUNE far detector prototypes
DUNE原型探测器利用天然$^{39}$Ar衰变进行低能量标定，通过分析宇宙线和束流数据提取标定因子与复合因子，验证了MeV尺度重建能力，支持DUNE低能量物理目标。
2025-05-23 hep-ex physics.ins-det
Investigating the effects of Lorentz Invariance Violation on the CP-sensitivities of the Deep Underground Neutrino Experiment
本研究在标准模型扩展框架下，以深地中微子实验（DUNE）为对象，探究洛伦兹不变性破缺（LIV）对中微子振荡参数、质量诱导振荡概率及CP测量灵敏度的影响，并分析DUNE约束LIV参数的能力。
2023-04-28 hep-ex hep-ph
Heavy Axion Opportunities at the DUNE Near Detector
虽然QCD轴子通常被认为是轻的（$\lesssim$ eV），最近的工作已经打开了一个可行的和有趣的重轴子的参数空间，解决了强CP和轴子质量问题。这些动机良好的重轴子，以及一般的类轴子粒子，要求在对撞机和束流收集器环境中的GeV质量领域的探索。即将到来的主要中微子实验，深地下中微子实验（DUNE），同时也是一个强大的束流收集实验，由其多用途近探测器（ND）复合体实现。在这项研究中，我们表明，与详细的分析，沙丘ND有一个独特的灵敏度，重轴子之间的质量$20$ MeV和$2$ GeV，补充其他未来的实验。
2021-05-20 hep-ex hep-ph
Measurement of the X-ARAPUCA's Absolute Photon Detection Efficiency for the Deep Underground Neutrino Experiment's Vertical Drift Far Detector
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；University of Padova（帕多瓦大学）；University of Milano Bicocca（米兰比可卡大学）；Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)（能源、环境与技术研究中心）
本文通过液氩低温装置测量了DUNE垂直漂移模块中X-ARAPUCA光子探测系统的绝对效率，发现无二向色滤光片的配置效率提升高达18%。
2026-06-01 hep-ex physics.ins-det
Extricating New Physics Scenarios at DUNE with High Energy Beams
建议的深地下中微子实验（DUNE）利用宽带同轴可调谐μ子（反）中微子束与基线的1300公里，以高精度搜索CP破坏。考虑到长基线，DUNE对非标准中微子相互作用（NSI）的影响也很敏感，这可能会干扰标准的3味振荡范式。在这封信中，我们利用的可调性的DUNE中微子束在很宽的范围内的能量，并利用一个新的理论度量，设计一个实验策略，分离振荡效应，由于NSI从标准的3味振荡的情况。使用我们的度量，我们获得了中微子和反中微子模式下的光束调谐和运行时间分布的最佳组合，这将使DUNE能够从标准中隔离新的物理场景。据我们所知，我们的战略是全新的，从未在其他地方报道过。
2017-04-27 hep-ex hep-ph
Signal and Power transmission over Fiber in the DUNE Far Detector
针对DUNE垂直漂移液氩时间投影室光探测系统的新型布设带来的供电与信号读出需用非导电材料的技术挑战，DUNE合作组开发了光纤供电与传信技术，并完成了实验室表征和CERN原型测试。
2024-12-13 hep-ex physics.ins-det
Non-standard Neutrino Interactions at DUNE
我们探讨了非标准中微子相互作用（NSI）的影响，以及它们如何修改在深地下中微子实验（DUNE）中的中微子传播。我们发现，只要新的物理参数足够大，NSI可以显着修改由DUNE实验收集的数据。例如，如果DUNE的数据与标准的三质量中微子范式一致，那么0.1阶（费米常数的单位）的NSI效应将被排除。另一方面，如果存在大的NSI效应，DUNE不仅能够排除标准范式，而且还能够测量新的物理参数，有时精度很高。我们发现，在某些情况下，DUNE是敏感的CP不变性违反新的来源。我们还探讨了DUNE数据是否可以用来区分非零中微子质量以外的不同类型的新物理。更详细地说，我们问是否可以模仿NSI，就DUNE设置而言，假设有一个新的轻中微子状态。
2016-01-20 hep-ex hep-ph
Cryogenic characterization of FBK NUV-HD-Cryo 3T SiPM sensors for the DUNE photon detection system
本文研究了FBK NUV-HD-Cryo 3T SiPM传感器在低温下的性能，用于DUNE中微子探测系统。
2025-11-24 hep-ex physics.ins-det
Maximising the DUNE early physics output with current experiments
深层地下中微子实验（DUNE）是费米实验室提出的下一代超级束实验。它的目标包括测量未知的中微子振荡参数--中微子质量等级、混合角八分圆$θ_{23}$和CP破坏相$δ_{CP}$。目前和即将进行的实验T2 K，NOvA和ICAL@INO也将收集相同测量的数据。在本文中，我们探索的敏感范围DUNE结合这些其他实验。我们评估了DUNE所需的最小暴露量，以合理的置信度确定上述三个未知参数。我们发现，对于每种情况，包括来自T2 K，NOvA和ICAL@INO的数据有助于实现相同的灵敏度，减少DUNE的暴露，从而有助于节省配置。此外，我们量化的效果，建议附近的检测器上的系统误差和研究随之而来的灵敏度的提高。我们还研究了第二个振荡周期所发挥的作用，在进一步的物理范围的沙丘。最后，我们对DUNE的中微子-反中微子运行进行了优化研究。
2016-03-03 hep-ex hep-ph
Non-standard interactions and the resolution of ordering of neutrino masses at DUNE and other long baseline experiments
在精密中微子物理时代，我们研究了物质NSI对中微子质量有序问题的影响及其解决。在长基线实验中，由于物质效应在解决这个非常重要的问题中起着至关重要的作用，因此现在是时候调查由于NSI引起的子领先效应如何影响并彻底改变与这个问题有关的推论。我们证明，由于NSI效应的各种长基线实验，包括即将到来的长基线实验，深地下中微子实验（DUNE）的质量排序的灵敏度得到显着的影响。最后，我们画了一个比较的DUNE，与目前的两个中微子束实验NOvA和T2K提供的灵敏度。
2016-09-10 hep-ex hep-ph
Deep-Learning-Based Kinematic Reconstruction for DUNE
University of California, Irvine（加州大学欧文分校）
在三活跃中微子混合的框架下，电荷宇称相位，中微子质量排序和八分圆的$θ_{23}$仍然是未知的。深层地下中微子实验（DUNE）是下一代长基线中微子振荡实验，旨在通过测量$ν_μ/ν_e$和$\barν_μ/\barν_e$在跨越第一和第二振荡最大值的能量范围内的振荡模式来解决这些问题。DUNE远探测器模块基于液氩TPC（LArTPC）技术。LArTPC提供了出色的空间分辨率，高中微子探测效率和出色的背景抑制，而在LArTPC重建是具有挑战性的。深度学习方法，特别是卷积神经网络（CNN），在分类问题上取得了成功，例如DUNE和其他中微子实验中的粒子识别。然而，使用深度学习方法重建中微子能量和末态粒子动量尚未开发完整的基于人工智能的重建链。为了精确地重建在DUNE检测到的相互作用的这些运动学特征，我们已经开发并将提出两种基于CNN的方法，2-D和3-D，用于重建最终状态粒子的方向和能量，以及中微子能量。将粒子质量与我们重构的粒子的动能和方向相结合，可以得到末态粒子的四动量。与传统方法相比，我们的模型在这两种情况下都有很大的改进。
2020-12-14 cs.CV hep-ex physics.ins-det
Baseline and other effects for a sterile neutrino at DUNE
本文研究 DUNE 对惰性中微子的灵敏度，发现考虑中微子产生点信息会显著影响排除能力，而精确振荡公式对灵敏度影响不大。
2023-05-26 hep-ex hep-ph
Degeneracy between $θ_{23}$ octant and neutrino non-standard interactions at DUNE
以深地中微子实验（DUNE）为例，详细阐述了中微子传播过程中$θ_{23}$的八分圆简并与变味中性流非标准相互作用（NSI）之间的关系.在存在涉及$e-μ$（$\varepsilon_{eμ}$）和$e-τ$（$\varepsilon_{eτ}$）风味的NSI参数的情况下，长基线实验中的$ν_μ\to ν_e$和$\barν_μ\to \barν_e$出现概率获得了额外的干扰项，该干扰项取决于一个新的动态CP相$ϕ_{eμ/eτ}$。该项与与标准CP相位$δ$相关的公知干扰项相加，在确定$θ_{23}$的八分圆时产生混淆。我们表明，对于小到$few\,\%$（相对于费米耦合常数$G_{\mathrm F}$）的NSI耦合值（每次取一个），以及对于两个CP相$δ$和$ϕ_{eμ/eτ}$的不利组合，$θ_{23}$的八分圆的发现潜力完全丧失。
2016-09-21 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Long-lived neutral fermions at the DUNE near detector
本研究利用扩展右手中微子的标准模型有效场论统一描述重中性轻子与类bino中性伴随子，确定了DUNE近探测器探测长寿命中性费米子的灵敏度范围。
2023-12-21 hep-ex hep-ph
Impact of Improved Energy Resolution on DUNE sensitivity to Neutrino Non-Standard Interactions
下一代深层地下中微子实验（DUNE）的全部物理潜力仍在探索中。特别是，最近有一些关于改进DUNE中微子能量重建的可能性的研究。其主要动机是，在逐事件基础上更好地确定中微子能量将转化为狄拉克$CP$相位和其他中微子振荡参数的改进测量。为了进一步激发中微子能量重建的研究和改进，我们评估了DUNE的能量分辨率对一个说明性的新物理场景的影响，即中微子与物质的非标准相互作用（NSI）。我们表明，一个更好的能量分辨率相比，在沙丘的概念和技术设计报告中给出的可能会显着提高实验灵敏度NSI，特别是当简并存在。虽然一个更好的重建的第一个振荡峰有助于解开标准的$CP$的效果，从那些来自国家科学院，我们发现，第二个振荡峰也发挥了重要作用，提高DUNE的灵敏度。
2021-09-09 hep-ex hep-ph
Dark Matter Detection Capabilities of a Large Multipurpose Liquid Argon Time Projection Chamber
液态氩时间投影室计划在美国高能物理中微子计划的未来中发挥核心作用。特别是，这种探测器技术将成为4万吨深地下中微子实验（DUNE）的基础。在本文中，我们作为一个出发点的双相位远探测器设计提出的DUNE实验，并询问需要什么样的变化，让四个10 kt模块之一，是敏感的重弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质。我们表明，控制背景和使用低放射性氩，这可能是商业上的时间尺度，随着光检测的显着增加，一个沙丘样模块提供了一个有竞争力的WIMP检测灵敏度，特别是以上的暗物质质量为100 GeV。
2020-09-18 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Reliability studies of electronic components for the operation at cryogenic temperature
冷电子学是许多科学和技术领域的关键技术，包括空间探索计划和粒子物理学。下一代中微子实验是一个在低温下运行的具有大量模拟和数字电子信号处理通道的主要实验，即深地下中微子实验（DUNE）。DUNE探测器使用87 K的液态氩作为中微子的靶材料，并作为介质来跟踪探测器体积中相互作用产生的带电粒子。DUNE电子产品[1]由基于低功耗180 nm-CMOS技术定制设计的ASIC（专用集成电路）芯片组成。该技术的主要风险是电子元件将在液体氩气中浸泡多年（20-30年）而无法进入。ASIC的可靠性问题可能来自于热应力、封装和制造相关的缺陷：如果未被发现，这些可能会导致长期的可靠性和性能问题。本文的范围是探索非破坏性的评估技术，其潜在的使用在一个全面的质量控制过程中的原型，测试和调试的DUNE冷电子系统。具体来说，我们已经使用了扫描声学显微镜和X射线断层扫描来研究与室温和低温之间的热循环相关的ASIC芯片中的永久性结构变化。
2019-11-23 hep-ex physics.ins-det
The Sanford Underground Research Facility
桑福德地下研究设施（SURF）自2007年以来一直在运营，支持稀有过程物理学的地下研究，并提供其他学科的研究机会。SURF实验室设施包括一个地面校园以及校园在4850英尺的水平（1500米，4300 m.w.e.）该中心主持了一系列重要的物理实验，包括研究暗物质、中微子性质和核天体物理学主题的实验。SURF也是长基线中微子设施（LBNF）的所在地，该设施将主持国际深地下中微子实验（DUNE）。SURF提供超低背景环境，低背景分析能力，并在该设施生产电铸铜。SURF建议在4850 L和7400 L（2300米，6500 m.w.e.）上增加地下空间，初步工程设计已经完成。SURF是一个具有显著扩展能力的专用研究设施，欢迎新实验的应用。
2022-09-23 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
Characterising the role of final state interactions on neutrino energy estimation in the DUNE and Hyper-K era
CERN（欧洲核子研究组织）；Kyoto University, Department of Physics, Kyoto, Japan（京都大学）
本研究利用最先进的中微子相互作用事件生成器，评估末态相互作用（FSI）建模对Hyper-K和DUNE实验中运动学和量热中微子能量估计器的影响，发现FSI模型的变化引入的不确定性达到或超过实验所需的能量尺度控制精度，并揭示两个实验对FSI模型不同方面的敏感性。
2026-05-27 hep-ex hep-ph
A Sterile Neutrino at DUNE
我们调查的潜力，深地下中微子实验（DUNE）探测的第四中微子质量本征态的存在和影响。我们研究了第四质量本征态与标准模型中三个活跃中微子的混合，包括CP不变性破坏的新来源的影响，新的质量平方差范围很广，从低于10^-5 eV^2到高于1 eV^2。DUNE对混合角-质量平方差参数空间的先前未探索的区域敏感。如果有第四个中微子，在参数空间的某些区域，DUNE能够测量新的振荡参数（有些非常精确），并清楚地识别出CP不变性破坏的两个独立来源。最后，我们使用的假设，有四个中微子质量本征态，以确定如何以及DUNE可以测试的三个大质量中微子范式的限制。通过这种方式，我们简要地探讨了轻无菌中微子是否可以作为其他的代理，在原则上未知的，现象可能会表现在长基线中微子振荡实验。
2015-10-23 hep-ex hep-ph
Signatures of primordial black hole dark matter at DUNE and THEIA
原始黑洞（PBH）是一种潜在的暗物质候选者，其质量可以跨越许多数量级。如果它们的质量在$10^{15}-10^{17}$ g的范围内，它们可以通过霍金辐射的蒸发释放出相当大的MeV中微子通量。我们探索的可能性，检测轻（非）旋转PBH与未来的中微子实验。我们专注于两个下一代设施：深地下中微子实验（DUNE）和THEIA。我们模拟了预期的事件谱在两个实验假设不同的PBH质量分布和自旋，我们提取预期的95%C. L。对这些场景的敏感性。我们的分析表明，未来的中微子实验，如DUNE和THEIA将能够对PBH暗物质设置竞争性约束，从而在目前主要受光子数据约束的PBH参数空间的一部分中提供互补探针。
2021-09-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Measurement of the Absolute Photon Detection Efficiency of the DUNE Far Detector Vertical Drift X-ARAPUCAs
本研究针对DUNE垂直漂移远探测器的X-ARAPUCA光子探测系统，通过专用液氩低温装置测试不同配置的光子探测效率，优化下一代PDS模块设计以满足实验光产额要求。
2025-03-21 hep-ex physics.ins-det
Correlations and degeneracies among the NSI parameters with tunable beams at DUNE
深地下中微子实验（DUNE）是中微子物理学中的一个领先实验，目前正在建设中。DUNE的目标是测量三味振荡方案中尚未确定的参数，其中包括发现轻子CP破坏，确定质量等级和确定$θ_{23}$的八分圆。此外，DUNE的辅助目标包括探索新物理学引起的次优势效应。中微子传播过程中的非标准相互作用（NSI）是一个被广泛研究的新物理现象，它对中微子振荡产生影响。我们认为一些重要的NSI参数影响的振荡信号在DUNE和探索空间的NSI参数，以及研究它们之间的相互关系，并与尚未未知的CP违反阶段，$δ$出现在标准范例。该实验利用宽带光束，并为我们提供了一个独特的机会，利用不同的光束调谐在沙丘。我们表明，结合信息从不同的光束调谐（低能量，LE和中等能量，ME）在DUNE影响的能力，探测这些参数中的一些，并导致改变允许的区域在二维空间中的参数考虑。
2019-06-28 hep-ex hep-ph
Sizable NSI from the $SU(2)_L$ scalar doublet-singlet mixing and the implications in DUNE
我们提出了一种新颖而简单的机制，其中相当大的非标准相互作用（NSI）在中微子传播的影响，从亲电的第二希格斯双态和带电的单态之间的混合诱导。这种混合是由标量二重态和单重态与标准模型希格斯玻色子的维度耦合引起的。在小质量的情况下，由二重态-单重态混合产生的轻质量本征态比重质量本征态产生的NSI大得多。我们表明，一个相当大的NSI $\varepsilon_{eτ}$（$\sim 0.3$）可以达到不排除各种实验的限制。此外，我们表明，NSI可以模仿的狄拉克CP相位的中微子混合矩阵的影响，但他们可以潜在地解开未来的长基线中微子实验，如深地下中微子实验（DUNE）。
2017-03-18 hep-ex hep-ph
Sensitivity potential to a light flavor-changing scalar boson with DUNE and NA64$μ$
本文研究 NA64$μ$ 与 DUNE 液氩近探测器对带电轻子味破坏标量玻色子的探测灵敏度，发现二者可互补覆盖该基准模型参数空间中的未探索区域。
2023-06-12 hep-ex
Non-standard interactions spoiling the CP violation sensitivity at DUNE and other long baseline experiments
现在已经确定，中微子振荡的发生是由于轻子混合矩阵中的非零质量和参数。振荡参数的提取可能是复杂的，由于subleading效应，如非标准中微子相互作用（NSI）和一个需要有一个新的面貌如何从实验数据推断出一个特定的参数值。在目前的工作中，我们专注于一个重要的参数进入振荡框架-轻子CP破坏相$δ$，我们知道的很少。我们表明，CP破坏的灵敏度得到显着的影响，由于NSI效应即将到来的长基线实验，深地下中微子实验（DUNE）。我们还绘制了与其他正在进行的中微子束实验，如NOvA和T2 K，以及未来一代的实验，T2 HK的灵敏度进行比较。
2016-07-12 hep-ex hep-ph
