Impact of nonstandard interactions on sterile neutrino searches at IceCube
我们分析了最近2年IceCube数据集的能量和天顶角分布的上行大气中微子，以限制在eV尺度的3+1方案中的不育中微子。我们发现，LSND和MiniBooNE数据的组合所青睐的参数被排除在99%C. L.以上。我们探讨了非标准物质相互作用对这种排斥的影响，并发现这种排斥适用于非标准相互作用（NSI），这些相互作用在对撞机和中微子散射实验所设定的严格的模型相关界限内。然而，对于大的NSI参数仅受中微子振荡实验的模型无关的边界，LSND和MiniBooNE数据与IceCube是一致的。
2016-06-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Is there evidence for sterile neutrinos in IceCube data?
来自LSND和MiniBooNE实验的数据，以及对核反应堆反中微子通量的修正预期，都表明存在eV质量的无菌中微子。3+2和1+3+1方案包含了除低能MiniBooNE异常外的所有相关短基线中微子数据。我们分析了在IceCube-40数据集中向上的大气中微子事件的角分布，以寻找这些场景中无菌中微子的证据。根据如何处理系统的不确定性，我们找到强有力的证据，或弱证据反对不育中微子。我们表明，未来的IceCube数据将明确解决这个问题。
2011-09-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Oscillations of sterile neutrinos from dark matter decay eliminates the IceCube-Fermi tension
冰立方观测到了宇宙中微子的通量，在能量范围$10 \lesssim E/{\rm TeV} \lesssim 100$中有一个“凸起”，它与费米卫星的伽马射线数据产生了$3σ$张力。这被解释为隐藏着宇宙射线加速器的证据。我们对这个难题提出了另一种解释，即冷的暗物质衰变为无菌中微子，在振荡后产生宇宙中微子谱中的隆起。
2021-05-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Light, Unstable Sterile Neutrinos: Phenomenology, a Search in the IceCube Experiment, and a Global Picture
中微子振荡实验中长期存在的异常现象表明存在第四种假设的中微子：不育中微子。对无菌中微子模型的全局拟合发现，这种模型比大质量中微子标准模型更受青睐。然而，拟合结果会受到数据集之间不一致的影响，称为张力。这激发了新物理学更复杂的模型。本论文考虑了一个不稳定的无菌中微子模型，其中最重的质量态可以衰变。首先，不稳定的不育中微子的现象学在冰立方实验，位于南极的千兆吨中微子探测器进行了探索。其次，将传统和不稳定的无菌中微子模型的全球拟合与IceCube的一年数据相结合。不稳定的无菌中微子模型的偏好被发现，以及减少紧张局势。最后，在IceCube中进行了不稳定不育中微子的高统计搜索。标准模型的$p$值为2.8%，传统的无菌中微子模型的$p$值为4.9%。最佳拟合点是$Δm_{41}^2 = 6.7^{+3.9}_{-2.5}$ eV $^{2}$、$\sin^2 2 θ_{24} = 0.33^{+0.20}_{-0.17}$和$g^2 = 2.5 π\pm 1.5 π$，其中$g$是介导中微子衰变的耦合。最佳拟合对应于最重中微子的寿命为$τ_4/m_4 = 6\times 10^{-16}$ s/eV。贝叶斯分析发现具有类似无菌参数的最佳模型。
2021-10-05 hep-ex
First Constraints on the Complete Neutrino Mixing Matrix with a Sterile Neutrino
利用全球短基线实验数据和最近的IceCube $ν_μ+\barν_μ$消失搜索结果拟合了中微子振荡模型$3+1$。我们发现$Δm^2_{41} = 1.75\; \text{eV}^2$与$Δχ^2_{null-min}$（dof）的最佳拟合为50.61（4）。我们发现，结合IceCube和短基线数据约束$θ_{34}$到$< 80^\circ (< 6^\circ) $在90\%C. L。对于$Δm^2_{41} \approx 2 (6)~\text{eV}^2$，其在现有限制上得到改进。简化IceCube信息提供了对3+1混合矩阵的所有条目的第一约束。
2016-10-25 hep-ex hep-ph
Searching for sterile neutrinos in ice
对LSND、MiniBooNE和其他一些实验结果的振荡解释要求存在质量为$\sim 1$ eV的无菌中微子并与活性中微子$|U_{μ0}|^2 \sim (0.02 - 0.04)$混合。不久前人们已经意识到，这种中微子的存在会显著影响TeV范围内的大气中微子通量，这可以由冰立方中微子天文台进行测试。鉴于第一次冰立方数据发布，我们已经重新审视了高能大气中微子在一个不育中微子的存在下的振荡。详细研究了各种混合方案的振动概率的性质，包括解析和数值计算。对最简单的$ν_s-$质量和$ν_s - ν_μ$混合方案计算了$ν_μ-$事件的能谱和角分布，并与IceCube数据进行了比较。对现有数据的统计分析表明，在$ν_s-$质量混合情况下，具有LSND/MiniBooNE所需参数的无菌中微子可以在大约$3σ$水平上被排除.然而，根据目前可用的IceCube数据，不能排除$ν_s- ν_μ$混合方案。
2011-07-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Searches at the IceCube Neutrino Observatory
冰立方中微子天文台能够通过利用物质增强的共振中微子振荡现象来进行独特的无菌中微子搜索。当大气中的μ介子中微子通过地球内部的致密物质时，中性流弹性前向散射被预测会引起到无菌状态的转变。本论文提出了两个3+1不育中微子的分析，通过寻找谱的差异，在重建的能量和天顶方向的μ子中微子事件，指示过渡到不育状态。第一次搜索探测参数空间$Δ$ m $^2_{41}$和sin $^2$（2 $θ_{24}$），具有对3+1无菌中微子假设的全局最佳拟合区域的相关灵敏度。第二次搜索在高- $Δ$ m $^2_{41}$（$Δ$ m $^2_{41}$ $\gtrsim$ 10 eV $^2$）的振荡平均区域中执行通过sin $^2$（2 $θ_{24}$）和sin $^2$（2 $θ_{34}$）的扫描。使用改进的事件选择进行分析，发现从八年的IceCube数据中提取了305，891个样品纯度高于99.9%的良好重建μ子中微子事件。新的模拟技术，随着更新的校准，并重新评估系统的不确定性进行了讨论。第一次分析在$Δ$ m $^2_{41}$ = 4.47 eV $^2$和sin $^2$（$θ_{24})$ =0.10）处发现最佳拟合无菌假设点，与8%置信水平下的非无菌假设一致。第二次分析发现最佳拟合无菌假设为sin $^2$（PDMATHAMT = 0.40，sin $^2$（$θ_{24})$ = 0…
2020-03-04 hep-ex physics.ins-det
Through Iron & Ice: Searching for Sterile Neutrinos at the IceCube Neutrino Observatory
尽管在过去的半个世纪里，我们对中微子的理解取得了迅速的进展，但关于它们的性质还有很多未知之处。这使得中微子成为超越标准模型（BSM）物理学最有希望的门户，中微子已经提供了富有成效的惊喜。在过去的三十年里，许多中微子实验都观察到了与$Δm^2 \sim 1\ \textrm{eV}^2$质量平方分裂一致的异常振荡信号，这激发了无菌中微子的存在和寻找。另一方面，其他实验没有看到这样的信号。在这篇论文中，我们提出了两个分析。第一个是更新的不育中微子全球符合最近的实验数据。我们发现，3+1模型提供了一个更好的适合全球数据集相比，空，$Δχ^2 = 51$的改进，增加了只有3个自由度，对应于$6.6σ$。虽然有很大的改善，我们也发现$5.1σ$的数据集之间的不可调和的张力，使用参数拟合优度测试计算。这激发了对扩展模型的探索：3+2模型和3+1+衰变模型。在3+2模型中，我们发现对拟合的改善可以忽略不计，$5.5σ$的张力甚至更差。在更奇特的3+1+衰变模型中，我们发现张力减少到$3.6σ$。虽然与只增加一个参数的3+1模式相比有了很大改进，但紧张局势仍然太大，无法缓解人们的关切。第二个分析是扩大IceCube无菌中微子搜索的结果。之前的无菌中微子搜索没有发现无菌中微子的证据，发现p值为8%。在三个无菌混合角（$θ_{14}, θ_{24}$和$θ_{34}$）中，仅拟合$θ_{24}$，因为…
2022-10-17 hep-ex hep-ph
Searches for Sterile Neutrinos with the IceCube Detector
南极的冰立方中微子望远镜测量了大气μ介子中微子光谱，作为天顶角和能量的函数，范围约为320 GeV至20 TeV，以寻找轻无菌中微子的振荡特征。在两个独立开发的分析中，都没有观察到异常$ν_μ$或$\barν_μ$消失的证据，每个分析都使用一年的大气中微子数据。在3+1模型的参数空间上设置了新的排斥极限，在这个参数空间中，μ子反中微子将经历强烈的微波共振振荡。在90\%置信水平下，$Δm^2 \sim$ 0.3 $\mathrm{eV}^2$的排除限扩展至$\mathrm{sin}^2 2θ_{24} \leq$ 0.02。在$|$ U $_{e4}|^2$的全局最佳拟合值的约99\%置信水平下，排除了外观实验（包括LSND和MiniBooNE）全局分析的允许区域。
2016-08-29 astro-ph.HE hep-ex
Search for sterile neutrino with light gauge interactions: recasting collider, beam-dump, and neutrino telescope searches
我们研究了在耦合到中微子扇区的轻规范玻色子$X^μ$存在下的无菌中微子的特征。本文探讨了在不同对撞机和固定靶实验中得到的活性-无菌中微子混合物$| U_{\ell 4} |^2$，特别是τ味中微子混合物（$l = τ$）的新的边界。同时，考虑到无菌中微子衰变为轻规范玻色子（$ν_4 \to ν_\ell e^+ e^-$）的额外通道，我们对中微子振荡实验中低能过剩的参数空间进行了探索和约束.
2020-08-28 hep-ex hep-ph
Searches for Non-Standard Neutrino Oscillations with the IceCube Neutrino Observatory
Department of Physics（物理系）；Drexel University（德雷塞尔大学）
利用冰立方10.67年大气中微子数据搜寻不稳定惰性中微子模型，排除大部分短基线反常偏好参数空间，并发展未来反中微子搜寻技术。
2026-09-14 hep-ex
Updated global analysis of neutrino oscillations in the presence of eV-scale sterile neutrinos
讨论了用无菌中微子解释短基线中微子振荡实验中异常现象的可能性。我们在3+1框架下工作，并特别关注最近来自反应堆实验，IceCube和MINOS+的新数据。我们发现，从DANSS和近地天体反应堆实验的结果支持反应堆异常的无菌中微子解释的基础上的分析，完全依赖于测量的反应堆光谱的相对比较。全球数据$ν_e$消失通道有利于无菌中微子振荡在$3σ$水平与$Δm^2_{41} \approx 1.3$ eV $^2$和$|U_{e4}| \approx 0.1$，即使没有任何假设预测的反应堆通量。相比之下，$ν_e$出现通道（由LSND主导）中的异常与$ν_μ$消失的改进边界处于强烈的紧张状态，主要由MINOS+和IceCube驱动。在无菌中微子振荡假设下，这些数据集一致的p值小于$2.6\times 10^{-6}$。因此，在$4.7σ$水平上排除了用3+1方案中的无菌中微子振荡解释LSND异常的可能性。这个结果是强大的分析和使用的数据的变化，特别是它既不依赖于理论预测的反应堆中微子通量，也不从任何单一的实验约束。不考虑异常，我们提供更新的限制允许的混合强度$|U_{α4}|$（$α= e,μ,τ$）的活性中微子与第四中微子质量状态的eV范围。
2018-03-28 hep-ex hep-ph
Heavy neutrino searches at the LHC with displaced vertices
质量在（1-100）GeV范围内的惰性中微子已经在各种实验中被寻找。在这里，我们讨论的前景，寻找不育中微子在大型强子对撞机使用位移顶点。讨论了两种不同的情况：（i）推广的标准模型与不育中微子和（ii）右手中微子的左右对称扩展的标准模型。一个专门的位移顶点搜索将允许探测其他搜索无法访问的参数空间部分，但在这两种情况下都需要大的亮度。
2013-12-10 hep-ex hep-ph
Impact of Wave Packet Separation in Low-Energy Sterile Neutrino Searches
短基线中微子实验中观测到的异常现象激发了轻无菌中微子的产生，其中，放射源实验和反应堆实验分别为电子中微子消失和eV尺度中微子消失提供了证据和限制。这些观察的结果似乎相互矛盾。这封信集中提出了中微子波包可以近似为平面波的假设，这是在所有此类实验的分析中采用的假设。我们证明，阻尼振荡，例如，由于有限的波包大小，解决了这些电子味观测和约束之间的张力。
2023-03-10 hep-ex hep-ph
Searches for light sterile neutrinos with multitrack displaced vertices
我们研究发现的前景，长寿命的不育中微子在大型强子对撞机与多轨道位移顶点，质量低于电弱标度。我们重新解释目前的位移顶点搜索利用公开的，参数化的选择效率建模检测器响应位移顶点。我们在左右对称模型中研究了右手$W_{R}$玻色子和中微子$N$的产生，发现灵敏度很差。在提出了一种不同的触发策略（考虑伴随中微子位移顶点的瞬发轻子）和优化的不变质量和轨道多重性的削减后，我们发现具有$\sqrt{s}=13$ TeV和300 fb $^{-1}$的LHC能够探测$10\hspace{0.1cm}\mbox{GeV}<m_{N}<20$ GeV之间的无菌中微子质量（对于右手规范玻色子质量为$2\hspace{0.1cm}\mbox{TeV}<m_{W_{R}}<3.5$ TeV）。为了探测高达$m_{N}\sim 30$ GeV和$m_{W_{R}}<5$ TeV的更高质量，将需要3000 fb $^{-1}$。这项工作与其他努力一起，激励专门的实验搜索以这个低无菌中微子质量区域为目标。
2019-03-22 hep-ex hep-ph
Searches for Connections Between Dark Matter and Neutrinos with the IceCube High-Energy Starting Event Sample
暗物质的性质仍然是物理学中最重要的未决问题之一。虽然暗物质效应只在引力作用下被观察到，但常规物质和暗物质之间的一阶比暗示了它们之间的非引力联系。在这篇文章中，我们使用IceCube高能起始事件（HESE）样本来寻找这样的联系，该样本包含有史以来观测到的一些最高能量的中微子。这些都是由一个尚未确定的高能量弥漫天体物理组成部分。利用这些事件，我们寻找由于暗物质衰变或湮灭而产生的过剩的证据，以及由于高能中微子与暗物质散射而产生的新特征。最后，在这篇文章中，我们将总结和强调这两种情况下所获得的限制之间的互补性。
2019-08-21 hep-ex hep-ph
Searches for sterile component with solar neutrinos and KamLAND
在单个Δ m^2近似和多个Δ m^2近似的情况下，都考虑过活跃中微子和惰性中微子可能混合的情况。我们在单Δ m^2的背景下用自由硼中微子通量对现有的太阳中微子数据进行了全局拟合。最佳拟合值对应于无菌组分的零分数eta=0。我们得到上界：eta<0.26（0.64）在1σ（3 sigma）。由于参数的简并性，没有一个单独的实验限制eta。结合出现的SNO和镓以及SuperKamiokande数据的相互作用。在SNO下的NC/CC比率的未来测量可以将结合加强到eta<0.5（3 σ）。如果KamLAND证实了LMA解决方案的最佳拟合点，KamLAND和太阳中微子结果的综合分析将导致eta<0.19（0.56）在1 sigma（3 sigma）。我们发现，当Δ m ^2大于1时，不育中微子的存在可以解释KamLAND事件率抑制的中间值：R_{KL} ~0.75-0.90。
2002-11-17 hep-ex hep-ph
Sterile neutrino searches at tagged kaon beams
有标记的K介子束是一种很有吸引力的中微子源，它可以提供具有精确测量归一化的味纯$ν_e$ -束。我们指出，这也导致了一个反标记的味道纯$ν_μ$ -梁，同样众所周知的归一化。将1 km基线处的1 kt液氩探测器暴露于这种独特光束的组合，可以决定性地测试IceCube和中微子-4最近在多eV范围内无菌中微子振荡的迹象。
2020-10-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
Searching for Pseudo-Dirac neutrinos from Astrophysical sources in IceCube data
University of Johannesburg（约翰内斯堡大学）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）；National Institute for Theoretical and Computational Sciences（理论与计算科学国家研究所）
研究利用IceCube数据寻找伪狄拉克中微子，通过分析天体源中微子通量约束质量平方差，发现排除区域范围及置信度水平。
2025-12-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraining neutrino superluminality from searches for sterile neutrino decays
超光速中微子预计会因韧致辐射而失去能量。如果运动学允许的话，它主要由e+e-对产生。同样的特征也被用于寻找假设的重无菌中微子的三体衰变。由于在CERN PS191和CHARM实验中没有这些过程，我们在0.2 GeV至280 GeV的能量范围内设定了中微子速度的上限。我们的极限远低于最近OPERA结果所支持的中微子速度。对于与能量无关的中微子速度，本文得到的极限比ICARUS实验和超新星SN 1987 a观测得到的极限更强。
2012-05-20 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Searches with MicroBooNE: Electron Neutrino Disappearance
无菌中微子是一个很有动机的最小新物理模型，它在中微子振荡中留下了印记。在过去的二十年里，出现了许多指向无菌中微子的线索，其中许多都指向$m_4\sim1$ eV附近。在这里，我们展示了如何MicroBooNE数据可以用来搜索电子中微子消失使用他们的四个分析通道。我们发现了一个提示振荡与最高的单通道意义的$2.4σ$（使用Feldman的方法）来自线细胞分析和简化处理的实验系统学。优选的参数是$\sin^2(2θ_{14})=0.35^{+0.19}_{-0.16}$和$Δm^2_{41}=1.25^{+0.74}_{-0.39}$ eV $^2$。这个区域的参数空间是在很好的协议与现有的提示源实验，是在一个类似的频率，但更高的混合比反应堆反中微子，并在该区域的边缘所允许的太阳中微子数据。来自MicroBooNE的现有未分析数据可能会增加对$>3σ$水平的敏感性。
2022-08-02 hep-ex hep-ph
Consistent analysis of the $ν_μ\to ν_e$ sterile neutrinos searches of ICARUS and OPERA
两个长基线实验ICARUS和OPERA最近提供了利用$ν_μ\to ν_e$外观搜索的负面结果的光（$\sim$ eV）无菌中微子的界限。这两个合作已经进行了数据分析使用有效的2-风味描述。我们发现，这样一个简化的处理忽略了相当大的真正的4味效应，这是由新的大的平方质量分裂$Δm^2 _{14}$与大气的干扰。在数据分析中包含这样的影响削弱了有效出现幅度$\sin^2 2θ_{μe}$的上界约2倍。此外，我们的证据表明，在一个4味的计划，味振荡也涉及的$ν_e$组件的CNGS光束，可以抑制理论预期的背景在很大程度上。在数据分析中包含的$ν_e$消失的影响，导致进一步削弱了上界的$\sin^2 2θ_{μe}$，这总体上是放宽了三个因素，相对于在有效的2-风味的描述。
2015-05-06 hep-ex hep-ph
MiniBooNE, MINOS+ and IceCube data imply a baroque neutrino sector
MiniBooNE数据中的4.8 $σ$异常与MINOS+和IceCube数据在涉及eV质量无菌中微子的中微子振荡的香草框架内不一致。我们表明，一个明显一致的图片，可以画出，如果带电电流和中性电流的非标准中微子相互作用在3+1中微子计划的工作。看来，要么中微子部门比通常想象的更复杂，要么一个或多个数据集需要修改。
2018-12-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Heavy Sterile Neutrinos in Tau Decays and the MiniBooNE Anomaly
MiniBooNE实验的当前结果显示了指示中微子振荡的过量事件，但只有当一个超出标准的3族场景时。最近，人们对这些事件给出了一种不同的解释，不是用振荡来解释，而是用具有大跃迁磁矩的大质量无菌中微子的产生和衰变来解释。我们研究了这种无菌中微子在稀有衰变$τ^- \rightarrow μ^- μ^+ π^- ν$和$τ^{-}\rightarrow μ^{-} μ^{+} e^{-} νν$中的作用。我们发现，搜索这些衰变具有位移顶点之间的$μ^-$和其他带电粒子，构成了很好的测试的存在的不育中微子提出解释MiniBooNE异常。这些搜索可以用现有的实验数据来完成。
2011-10-25 hep-ex hep-ph
Cascade Appearance Signatures of Sterile Neutrinos at 1-100 TeV
中微子望远镜通过物质增强振荡提供了对无菌中微子振荡的强灵敏度，这种振荡发生在eV $^{2}$尺度中微子质量平方分裂的几个TeV能量范围内。先前的研究集中在$ν_μ$消失上，其通过$ν_μ\rightarrowν_s$跃迁对混合角$θ_{24}$具有特别强的敏感性。如今，$ν_μ\rightarrowν_e$和$ν_μ\rightarrowν_τ$出现通道在中微子望远镜中被认为不太有希望，部分原因是级联相对于轨道的目标体积要小得多。这项工作探讨了这些签名的中微子望远镜的可探测性，目前的限制，无菌中微子混合，并作为一个例子，预测的灵敏度冰立方中微子天文台的混合角$θ_{14}$，$θ_{24}$，和$θ_{34}$在3+1无菌中微子模型使用级联通道与10年的数据。我们发现，$ν_τ$的外观签名与现有的冰立方$ν_μ$消失最佳拟合点一致的$θ_{34}$的值与世界的约束是可验证的，而最佳和镓异常青睐的无菌中微子参数预计将在95\%的置信水平是可测试的。
2022-02-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A Combined View of Sterile-Neutrino Constraints from CMB and Neutrino Oscillation Measurements
我们进行了比较分析，从普朗克实验和当前和未来的中微子振荡实验（MINOS，冰立方，SBN）的约束条件的不育中微子。首次在振荡实验所用的参数空间中，用质量平方差和混合角表示了来自宇宙微波背景的$N_{\rm eff}$和$m_{\rm eff}^{\rm sterile}$的普朗克约束.在一个单一的不育中微子物种的模型，并使用标准的假设，我们发现，普朗克数据和振荡实验测量μ子中微子消失有类似的灵敏度。
2016-11-25 astro-ph.CO 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
Status of Light Sterile Neutrino Searches
短基线振荡的一些异常结果可能暗示在eV质量范围内存在一个或多个轻的无菌中微子态，并引发了一波新的实验努力，以寻找活性和无菌中微子态之间的振荡的明确签名。本文旨在对2019年年中的光无菌中微子搜索状况进行全面回顾：我们不仅讨论了反应堆，源，大气和加速器中微子振荡实验的基本实验方法和灵敏度，而且还讨论了直接中微子质量实验和宇宙学观测所产生的互补边界。此外，我们回顾了目前的全球振荡分析，包括运行反应堆和大气中微子实验的约束条件。他们允许设置更严格的界限上的积极的不育振荡参数，但尚未能够提供一个明确的结论eV尺度的不育中微子的存在。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Results of STEREO and PROSPECT, and status of sterile neutrino searches
在过去的十年里，反应堆中微子一直是一个激烈的研究领域。本文讨论了两种异常情况。首先，介绍了STEREO、PROSPECT和DANSS对无菌中微子的研究现状。反应堆反中微子异常的活跃到无菌振荡的最佳拟合参数强烈拒绝这些实验。其次，分析的形状异常（“5 MeV的颠簸”）的STEREO和PROSPECT，都使用几乎纯- $^{235}$ U中微子通量，详细。结果表明，在5-6 MeV的事件显着过剩，并表明在商业反应堆中观察到的凸点不是特定的特定同位素，而是共享之间的U和Pu。
2021-05-28 hep-ex
Light sterile neutrino searches
中微子物理学中讨论了几个异常，与可能存在的轻无菌中微子有关。这些惰性中微子不会发生微弱的相互作用，但它们可以在各种测量中留下印记，例如中微子振荡实验或β衰变光谱的精确测量。对中微子振荡数据的全球分析表明，质量在eV范围内的无菌中微子，但同时揭示了与观测到的中微子异常的紧张关系。在接下来的几年里，几个实验将测试质量在eV范围内的无菌中微子假设，具有很好的灵敏度。
2017-10-17 hep-ex physics.ins-det
Icecube/DeepCore tests for novel explanations of the MiniBooNE anomaly
虽然在MiniBooNE观测到的低能过剩仍然没有受到挑战，但越来越难以将其与其他无菌中微子搜索和宇宙学的结果相协调。最近，已经表明，在隐藏扇区中具有新粒子的非极小模型可以提供对数据的更好拟合。它们的主要成分需要一个GeV量级的$Z'$，与光子动力学混合，以及一个不稳定的重中微子，质量在150 MeV范围内，与轻中微子混合。在这封信中，我们指出，大气中微子实验（特别是IceCube/DeepCore）可以通过寻找过量的低能量“双爆”事件来探测这种模型的参数空间的很大一部分，正如我们以前的工作（arXiv：1707.08573）所提出的那样。这样的搜索将探测解释异常所需的完全相同的产生和衰变机制。
2019-09-12 hep-ex hep-ph
Bounds on light sterile neutrino mass and mixing from cosmology and laboratory searches
我们提供了一个一致的框架，以设置限制的光无菌中微子耦合到所有三个活跃的中微子使用的振荡，$β$衰变和中微子双$β$衰变（$0νββ$）实验的最新宇宙学数据和地面测量相结合的属性。我们直接约束完整的$3+1$有源无菌混合矩阵元素$|U_{\alpha4}|^2$，$α\in ( e,μ,τ)$和质量平方分裂$Δm^2_{41} \equiv m_4^2-m_1^2$。我们发现，一个$3+1$情况下的结果不同于以前研究的$1+1$的情况下，无菌仅耦合到中微子之一，这在很大程度上是由参数空间体积效应解释。质量分裂和混合矩阵元的限制目前主要是由宇宙学数据集。精确的结果是轻微的先验依赖，但我们可靠地发现所有矩阵元素被约束在$|U_{\alpha4}|^2 \lesssim 10^{-3}$以下。短基线中微子振荡的暗示有利于eV尺度的不育中微子与这些界限严重紧张，不管先前的假设。我们还将宇宙学分析的边界转化为实验室搜索探测的参数的约束，例如$m_β$或$m_{ββ}$，分别由$β$ -衰变和$0νββ$搜索探测的有效质量参数。当允许与轻无菌中微子混合时，宇宙学导致在95\% C.L下$m_β< 0.09$ eV和$m_{ββ} < 0.07$ eV的上限，比当前实验室实验的限制更严格。
2020-03-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino Energy Estimation in Neutral Current Interactions and Prospects for Sterile Neutrino Searches
现代中微子探测器，特别是SBN和DUNE的大型液氩时间投影室（LAr TPC），提供了关于GeV尺度相互作用的前所未有的信息量。利用LAr热光子晶体优异的空间分辨率和量热分辨率以及较低的跟踪阈值，我们提出了一种估算中性流相互作用中中微子能量的新方法。这种方法对寻找无菌中微子有潜在的影响;它允许在中性流中微子能谱中观察由于无菌中微子引起的振荡而导致的光谱畸变。作为一个例子，我们使用这种方法进行了分析，在3+1模型下，在SBN的中性电流通道中的无菌中微子的唯磁灵敏度。
2021-03-23 hep-ex
New Constraints on Sterile Neutrinos with MINOS/MINOS+ and Daya Bay
我描述了MINOS和大亚湾实验中对无菌中微子振荡的两个新的研究。MINOS通过从NuMI中微子束收集的数据寻找μ子中微子消失的证据。大亚湾利用从核反应堆收集的数据，通过电子反中微子消失来寻找证据。我解释了如何MINOS和大亚湾搜索相结合，以产生约束LSND和MiniBooNE相同的相空间。最后，我介绍了使用MINOS+数据的无菌中微子搜索的现状。
2017-05-15 hep-ex
Analysis of the result of the Neutrino-4 experiment in conjunction with other experiments on the search for sterile neutrinos within the framework of the 3 + 1 neutrino model
分析了中微子4实验所得结果与NEOS、DANSS、STEREO、PROSPECT反应堆实验、MiniBooNE、LSND、MicroBoone加速器实验、IceCube实验和使用${}^{51}\text{Cr}$中微子源的BEST实验结果的对应关系。讨论了中微子-4实验、BEST实验和镓反常在混合角上的一致性。上述直接实验的结果与反应堆异常的结果之间的不一致，以及与太阳和宇宙学数据的限制，进行了讨论。结果表明，在3+1中微子模型框架内，上述寻找无菌中微子的直接实验和IceCube实验的结果，在现有的实验精度下，与中微子4实验并不矛盾。从中微子-4和BEST实验中得到的无菌中微子参数使得估算无菌中微子质量$m_4 = (2.70 \pm 0.22)\text{eV}$和电子中微子有效质量$m_{4ν_e} = (0.82 \pm 0.21)\text{eV}$成为可能。给出了3 + 1中微子模型混合参数的绝对值矩阵和混合方案。
2022-11-17 hep-ex
Double Bangs from New Physics in IceCube
各种新的物理模型允许中微子向上散射成更重的状态。如果入射的中微子能量足够大，那么重中微子在衰变之前可能会传播一段距离。在这项工作中，我们认为大气中微子通量作为这样的事件的来源。在冰立方，这将导致一个“双爆炸”（DB）事件拓扑，类似于预测在超高能量下τ中微子会发生的情况。DB事件拓扑结构具有来自重合大气级联的极低背景率，使其成为新物理学的独特特征。我们的研究结果表明，冰立方应该已经能够获得新的竞争约束模型与GeV规模的不育中微子使用现有的数据。
2017-07-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Optimizing Sterile Neutrino Searches: Impact of Position Resolution in Short-Baseline Reactor Experiments
Jeju National University（济州国立大学）
研究发现OLS探测器在短基线反应堆实验中因高位置分辨率而具有更高的灵敏度，适合未来无菌中微子搜索。
2025-12-24 hep-ex
Short- and long-baseline sterile neutrino phenomenology
在短基线中微子实验中观察到的几个异常现象表明，标准的3味框架可能是不完整的，并指向轻无菌中微子的存在。在这里，我们提出了一个简明的3+1计划，这是一个最小的扩展标准的3味框架与一个不育中微子物种的中微子振荡的状态。我们强调了LBL实验在寻找与不育中微子有关的CP破坏中的潜在作用及其与SBL实验的互补性。
2017-05-03 hep-ex hep-ph
Sterile neutrino searches with reactor antineutrinos using coherent neutrino-nucleus scattering experiments
针对印度拟建CEνNS实验，本文用3+1中微子振荡模型评估Ge与Si反应堆反中微子探测器搜寻惰性中微子的灵敏度，表明10 kg Ge探测器性能更优并给出置信水平与参数条件。
2023-12-06 hep-ex hep-ph nucl-th
NOvA's Current and Future Sterile Neutrino Searches
University of Wisconsin - Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速实验室）
NOvA实验通过分析NuMI束流数据，探索eV尺度无中微子振荡，并计划利用增强器中微子束流提高灵敏度。
2026-02-11 hep-ex
Review of sterile neutrino searches at very short-baseline reactor experiments
寻找超越标准模型的新物理是当今粒子物理学的主要方向。新物理学有几个实验提示。统计上最显著的（5-6 $σ$）是eV质量尺度的无菌中微子的暗示。它们来自于反应堆实验中的反中微子消失，非常强大的放射源实验中的$ν_e$消失，以及μ子（反）中微子束中的电子（反）中微子出现。2021年，BEST、MicroBooNE和中微子-4合作以及其他几项实验在这一领域取得了非常重要的成果。然而，这种情况仍然存在，甚至可能更具争议性。我们回顾了这些新物理学的迹象和未来几年的展望，重点是反应堆实验。
2022-03-06 hep-ex
Dark matter searches with IceCube
冰立方中微子观测站的建设实际上已经终止。在写这篇文章的时候，有79个字符串从86个预期的字符串中提取数据，我们离完成还有一个部署季节。然而，该探测器自2006年以来一直在不同的部分配置中获取数据。我们已经评估了这些数据的证据暗物质湮灭在太阳，在银河系中心和星系晕，寻找一个多余的中微子通量超过预期的大气中微子背景。这篇文章回顾了暗物质搜索WIMP，卡鲁扎-克莱因模式和超重候选者（Zerozillas）的结果，使用22和40弦配置的冰立方。结果以μ子通量极限、对质子自旋相关截面的约束和对自湮没截面的约束的形式给出。这些结果是在直接搜索和空间搜索的背景下提出的
2010-12-01 astro-ph.HE hep-ex
Probing neutrino oscillations from supernovae shock waves via the IceCube detector
本文分析了激波通过超新星时产生的随时间变化的中微子振荡信号，包括三个活跃中微子的情况和两个额外的惰性中微子的情况。它示出，即使没有味道识别和能量测量，详细的信息的中微子的质量和混合角可以获得与具有优良的时间分辨率的探测器，如冰立方。这样的信号也将提供有关超新星内部冲击波性质的重要信息。
2006-09-27 astro-ph hep-ex hep-ph
Multilepton and Lepton Jet Probes of Sub-Weak-Scale Right-Handed Neutrinos
我们提出了新的搜索，利用在大型强子对撞机的质量低于$M_W$，在那里他们可以产生在罕见的衰变标准模型规范玻色子的衰变无菌中微子的独特签名。我们表明，对于几个GeV级的不育中微子，大型强子对撞机实验可以探测混合角在$10^{-4}-10^{-3}$的水平，通过强大的搜索，寻找与位移轻子喷流的提示轻子。对于更高质量的无菌中微子，${\it i.e.}$，$M_N \gtrsim 15$ GeV，运行II可以在瞬发多轻子末态中探索类似的小混合角。这代表了对无菌中微子产生率的灵敏度提高了两个数量级。
2015-04-17 hep-ex hep-ph
Constraints on Decaying Sterile Neutrinos from Solar Antineutrinos
太阳中微子实验对$^8$ B中微子流中的$ν\to\overlineν$转换源高度敏感。在这项工作中，我们适应这些搜索到最近提出的解释LSND，MiniBooNE和反应堆异常的非最小无菌中微子模型。在太阳中产生的这种不育中微子，遵循衰变链$ν_4 \to νϕ\to νν\overlineν$与一个新的标量$ϕ$的结果在上限的中微子混合$|U_{e4}|^2$在每千分之一的水平。我们的结论是，所有异常的同时解释是在紧张与KamLAND，超级神冈，和Borexino限制太阳反中微子的通量。然后，我们提出了其他极小模型，违反宇称或轻子数，并讨论在每种情况下，我们的约束的适用性。根据现有的Borexino数据以及在添加Gd的Super-Kamiokande进行的未来检索，可以预期未来的改进。
2021-09-07 hep-ex hep-ph
Search for Sterile Neutrinos at OPERA and other Long--Baseline Experiments
在CNGS束上进行的OPERA实验观测到了大气部分的μ介子到τ中微子振荡。基于这一结果，可能会对大质量无菌中微子的混合参数设定新的限制。本文给出了在3+1中微子框架下的初步分析结果。最后给出了在$ν_μ \rightarrow ν_e$通道中寻找不育中微子的最新进展。在其他长基线实验（MINOS在NuMI束和SuperK与大气通量）进行的无菌中微子搜索的状态也简要回顾。最后，讨论了一些个人观点。
2015-10-14 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrinos: An Introduction to Experiments
这篇论文是作为中微子物理学论文集的一个章节写的，供研究生学习。正文为那些对寻找无菌中微子感兴趣的人提出了重要的实验方法和问题。其他作者撰写的其他论文将介绍标准模型中的中微子，描述理论，并讨论探测器的细节，因此这些方面不在此列。然而，除了这些点，这是一个独立的教程实验研究的无菌中微子振荡，涵盖了这样的问题，如信号与限制，设计实验，并执行和解释全球拟合振荡数据。
2017-08-02 hep-ex hep-ph
Status of Anomalies and Sterile Neutrino Searches at Nuclear Reactors
在过去的十年里，核反应堆中的两个异常现象，一个与绝对反中微子通量有关，一个与反中微子光谱形状有关，引起了反应堆中微子物理领域的特别关注。许多实验努力已经展开，调查通量模型的可靠性，并探讨是否无菌中微子振荡的实验结果的基础。本综述旨在概述2021年年中在反应堆中进行无菌中微子振荡实验搜索和测量反中微子光谱形状的现状。个别的实验方法和结果进行了审查。此外，全球和联合振荡和频谱形状分析进行了讨论。许多实验允许对无菌振荡参数设置约束，但还不能覆盖整个相关参数空间。其他人发现有利于某些参数空间区域的证据。相比之下，光谱形状的发现似乎给出了整个实验的整体一致的图片，并允许缩小某些同位素的贡献。
2021-09-28 hep-ex nucl-ex
Feasibility study of light sterile neutrino searches with a future NINJA-like detector
Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）；Nagoya University（名古屋大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Kobe University（神户大学）
本文研究未来J-PARC的NINJA类探测器在3+1框架下对eV量级惰性中微子的灵敏度，通过简化探测器响应分析不同楼层配置，发现SS层提供最强约束。
2026-06-29 hep-ex hep-ph
Searches for sterile neutrinos using the T2K off-axis near detector
在过去的几十年里，一些短基线中微子实验的结果和对以前的反应堆实验的重新分析与更新的反中微子通量表明与标准的三中微子模型有些不兼容。这些异常现象的一个可能的解决方案是存在不通过电弱力相互作用的中微子，称为无菌中微子。无菌中微子的存在可以通过T2K实验来研究。在这里，我们提出了一个搜索的电子中微子的消失超过280米的基线使用T2K离轴近探测器。分析的数据对应于靶上$5.9 \times 10^{20}$质子的暴露。在95% CL下排除区域$\sin^2 2 θ> 0.2$和$Δm^2 > 8~\textrm{eV}^2$。我们还介绍了一个新的分析寻找μ子中微子消失的T2K近探测器，这是在其早期阶段，但有望在2015年有有趣的结果。
2015-04-30 hep-ex
Searches for sterile neutrinos at very short baseline reactor experiments
长期以来，有三个主要的实验迹象支持无菌中微子的存在：LSND实验中的$\bar{ν_μ}$束中出现了$\bar{ν_e}$，反应堆实验中与理论预期相比的$\bar{ν_e}$通量不足，以及Ga太阳中微子实验SAGE和GALEX中放射源校准运行中的$ν_e$不足。这三个问题都可以用质量平方差在$1~\mathrm{eV^2}$范围内的无菌中微子的存在来解释。最近，MiniBooNE合作观察到电子（反）中微子出现在μ子（反）中微子束。当与LSND结果结合时，效果的显著性达到6.0 $σ$水平。甚至最近中微子-4的合作声称观测到了$\bar{ν_e}$振荡到无菌中微子，其显著性略高于3 $σ$。如果这些结果得到证实，就需要超越标准模型的新物理学。10多个实验致力于寻找无菌中微子。六个非常短的基线反应堆实验正在收集数据。我们回顾了这些实验的结果和前景。
2018-12-10 hep-ex physics.ins-det
Statistical interpretation of sterile neutrino oscillation searches at reactors
一个相当大的实验努力目前正在进行测试的持续提示振荡由于eV尺度的无菌中微子在各种反应堆中微子实验的数据。这些提示的统计显著性的评估通常基于威尔克斯定理，其中假设对数似然是$χ^2$分布的。然而，众所周知，威尔克斯定理的有效性的先决条件不满足中微子振荡实验。在这项工作中，我们推导出一个简单的渐近形式的实际分布的对数似然的基础上重新解释的问题，拟合高斯白噪声。从这种形式主义，我们表明，即使在没有一个不育中微子，期望值的混合角的极大似然估计仍然是非零的伴随着大的对数似然值。我们的分析结果，然后证实了玩具反应堆实验的数值模拟。最后，我们将这个框架应用到中微子4实验的数据中，并表明在2.6\，$σ$水平上拒绝了无振荡的零假设，与在Wilks定理适用的假设下获得的3.2\，$σ$相比。
2021-01-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
The LSND and MiniBooNE Oscillation Searches at High $Δm^2$
本文综述了LSND和MiniBooNE实验的结果。每个实验的主要目标是在质量区域中以$Δm^2 \sim 1$ eV $^2$灵敏地搜索中微子振荡。这两个实验是互补的，因此结果的比较可以带来关于无中微子模型的额外信息。两个实验都获得了$\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$振荡的证据，MiniBooNE也观察到了$ν_μ\rightarrow ν_e$过量。在本文中，我们回顾了这些实验的设计，分析和结果。然后，我们考虑在全球范围内的无菌中微子振荡模型的结果。最终的数据集需要一个比LSND接近尾声和MiniBooNE开始时想象的简单的单一无菌中微子模型更扩展的模型。我们发现，有两个不育中微子模型的数据集之间存在明显的不兼容性。然而，这些不兼容性可以用系统误差内的变化来解释。总的来说，有两个（或三个）不育中微子的模型似乎成功地拟合了全球数据，它们为未来的实验做出了有趣的预测。
2013-06-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
First Results from IceCube
IceCube是一个1公里长的$^3$中微子观测站，正在建造中，用于研究活动星系核、伽马射线暴、超新星遗迹和许多其他天体物理来源中的中微子产生。高能中微子可能是超高能宇宙射线的来源。IceCube还将研究许多粒子物理学主题：搜索地球或太阳中的WIMP湮灭，以及中微子相互作用中的超对称性特征，中微子性质的研究，包括搜索额外的维度，以及搜索诸如磁单极子或Q球之类的奇特事物。冰立方还将研究宇宙射线的组成。2005年1月，60个数字光学模块（DOM）被部署在南极冰层的深度范围从1450到2450米，和8个冰槽，每个包含2个DOM被部署作为表面空气淋浴阵列的一部分。所有76个指定观察员正在收集高质量的数据。在讨论了IceCube物理程序和硬件之后，我将介绍第一个DOM的一些初步结果。
2006-01-12 astro-ph hep-ex nucl-ex
