Reactor Fuel Fraction Information on the Antineutrino Anomaly
考虑到反应堆反中微子通量的理论不确定性,我们从短基线活动-无菌中微子振荡的角度分析了大亚湾反应堆中微子实验的演化数据。我们发现,振荡是不利的$2.6σ$相对于抑制的$^{235}\text{U}$反应堆反中微子通量和$2.5σ$相对于的$^{235}\text{U}$和$^{239}\text{Pu}$通量的变化。另一方面,对短基线反应堆中微子实验速率的分析有利于活跃-无菌中微子振荡,不利于$3.1σ$处$^{235}\text{U}$通量的抑制以及$2.8σ$处$^{235}\text{U}$和$^{239}\text{Pu}$通量的变化。我们还发现,大亚湾的演化数据和全球速率数据都很好地拟合了复合假设,包括$^{235}\text{U}$或$^{239}\text{Pu}$通量的变化,除了活跃的-不育的中微子振荡。综合分析大亚湾的演变数据和全球速率数据表明,$^{235}\text{U}$和$^{239}\text{Pu}$通量的变化有轻微的振荡倾向。然而,组合数据的最佳拟合由复合模型给出,优选具有增强的$^{239}\text{Pu}$通量和相对大的振荡的模型。
2017-08-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
Systematic Uncertainties in the Analysis of the Reactor Neutrino Anomaly
我们研究反应堆中微子异常的分析中的不确定性,其中有人建议,只有约94%的发射的反中微子通量在短基线实验中检测到。我们发现,对于30%来自禁戒衰变的通量来说,导致异常的修正形式非常不确定。这种不确定性是从四个方面估计的,与异常的大小一样大,如果不对反中微子通量进行精确的直接测量,这种不确定性就不太可能减少。由于目前缺乏对禁戒跃迁结构的详细了解,不可能将测量到的聚合裂变β谱转换为反中微子谱,以达到推断异常所需的精度。基于原始异常的中微子物理学结论需要重新审视,假设反中微子通量已知优于约4%的振荡分析也需要重新审视。
2014-04-05 hep-ph nucl-th
Precise Determination of the U-235 Reactor Antineutrino Cross Section per Fission
我们调查的反应堆反中微子通量从$^{235}\text{U}$,$^{238}\text{U}$,$^{239}\text{Pu}$,和$^{241}\text{Pu}$的裂变产物的衰变可能是负责反应堆反中微子异常,如果异常是由于反中微子通量的错误计算。我们发现,这是很有可能的,至少$^{235}\text{U}$通量的计算必须修改。从数据的拟合中,我们获得了每次裂变$^{235}\text{U}$截面的精确确定$σ_{f,235} = ( 6.33 \pm 0.08 ) \times 10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$,该值比计算值更精确,但与$2.2σ$的计算值不同。其他通量的每次裂变的截面具有很大的不确定性,实际上它们的值不能由拟合确定。
2016-11-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Can decay heat measurements tell us something about the Reactor Antineutrino Anomaly?
本文利用橡树岭衰变热测量和核数据库重构主要裂变核素的电子谱比值,以评估反应堆反中微子异常,并指出现有数据不一致、需开展新高精度实验。
2023-06-01 nucl-ex nucl-th
Origin of Reactor Antineutrino Anomaly
针对2011年发现的反应堆反中微子反常(观测反β衰变率低于理论预期),本文提出原子核β衰变会产生右手和左手反中微子,而现有转换过程仅对应右手反中微子,解释了理论与实验的差异。
2025-04-15 hep-ex hep-ph nucl-th
Effect of first forbidden decays on the shape of neutrino spectra
通过微观原子核结构计算,研究了第一禁戒(FF)衰变对$β$衰变中微子谱的影响。通过对偶偶核FF衰变分支的分析,我们认为FF衰变可能是造成“反应堆中微子异常”中部分中微子丢失的原因。要得出确切的结论,还需要进一步的计算和更多的实验数据。
2015-02-08 hep-ph nucl-th
Anomaly in first-forbidden transitions of $^{176}$Lu
该研究基于投影壳模型首次解释 $^{176}$Lu 的 $7^-$ 态两个极弱一级禁戒跃迁,指出 $K$ 禁戒、组态混合与 $K$ 混合是关键,并算得其半衰期约为 $1.95\times10^{10}$ 年。
2025-09-29 nucl-th
Model-Independent Determination of Isotopic Cross Sections per Fission for Reactor Antineutrinos
模型无关的反应堆同位素截面每次裂变的反应堆反中微子数据的全球拟合确定从高浓缩铀(HEU)反应堆率,低浓缩铀(LEU)反应堆率,和反应堆燃料演化数据。考虑到低浓铀堆数据中$^{239}\rm{Pu}$和$^{241}\rm{Pu}$裂变分数之间的隐式准线性关系,得到了可裂变同位素$^{235}\rm{U}$、$^{238}\rm{U}$和Pu的反β衰变(IBD)产额及其关联式。数据驱动的同位素IBD产量提供了一个异常的反应堆同位素截面每裂变,其中预期的反应堆IBD产量的精度优于1%的模型,可以实现为未来的实验。
2022-03-10 hep-ex hep-ph nucl-th
Improved Determination of the $^{235}\text{U}$ and $^{239}\text{Pu}$ Reactor Antineutrino Cross Sections per Fission
本文给出了反应堆反中微子率与大亚湾$σ_{f,235}$和$σ_{f,239}$测量的组合拟合结果。组合拟合导致更好地确定每次裂变的两个截面:以$10^{-43} \, \text{cm}^2 / \text{fission}$为单位的$σ_{f,235} = 6.29 \pm 0.08$和$σ_{f,239} = 4.24 \pm 0.21 $,其各自的不确定度约为$1.2\%$和$4.9\%$。由于每个裂变的理论截面的偏差分别为$2.5σ$和$0.7σ$,我们得出结论,如果反应堆反中微子异常不是由于活跃的无菌中微子振荡,它很可能是可以解决的$^{235}\text{U}$反应堆反中微子通量的重估。然而,具有较大不确定性的$^{238}\text{U}$、$^{239}\text{Pu}$和$^{241}\text{Pu}$通量也可能与理论预测显著不同。
2017-08-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Analysis of the Daya Bay Reactor Antineutrino Flux Changes with Fuel Burnup
本文研究了大亚湾核电站最近的反中微子通量和谱随反应堆燃料燃耗变化的结果。我们发现,目前的模型预测和大亚湾的结果之间的差异可以追溯到原始测量的$^{235}$ U/ $^{239}$ Pu比的裂变β谱,被用作预期的反中微子通量的基础。反中微子谱的分析是基于所有裂变碎片β衰变的总和,使用核数据库的输入,解释了大亚湾演变数据中看到的所有功能。然而,这种求和方法仍然预测异常。因此,我们的结论是,目前还没有足够的信息来使用反中微子通量的变化,以排除可能存在的不育中微子。
2017-07-24 hep-ex hep-ph nucl-ex
The Possible Origin and Implications of the Shoulder in Reactor Neutrino Spectra
我们在核数据库框架内分析肩在当前的反应堆实验中观察到的反中微子光谱。我们发现,ENDF/B-VII.1数据库预测,反中微子肩来自一个类似的肩在聚合裂变β谱。相比之下,JEFF-3.1.1数据库没有预测现代反应堆中微子实验中三分之二的肩,而JEFF-3.1.1预测的肩来自$^{238}$ U。我们考虑几种可能的起源的肩膀,并找到可能的解释。例如,测量的聚合β谱可能有问题,或者轻水反应堆中较硬的中子谱可能影响β衰变同位素的分布。除了裂变锕系元素,我们发现$^{238}$ U也可以在扭曲总的反中微子光谱中发挥重要作用。区分这些和量化是否有一个异常与测量反应堆中微子信号将需要新的短基线实验,无论是在热反应堆和反应堆具有相当大的超热中子组件。
2015-07-31 hep-ex nucl-ex nucl-th
Particle physics origin of the 5 MeV bump in the reactor antineutrino spectrum?
中微子物理学中最令人困惑的问题之一是反应堆反中微子光谱中5 MeV过量的起源。本文研究了有机闪烁体探测器中通过反应$^{13}$ C $(\overlineν, \overlineν^\prime n)^{12}$ C $^*$产生的过量。$^{12}$ C $^*$的去激发产生瞬发$4.4$ MeV光子,而产物中子的热化引起质子反冲,这又产生具有有限宽度的额外瞬发能量贡献。这些效应可以共同模拟能量约为5 MeV的逆β衰变事件。我们考虑了几个非标准中微子相互作用产生这样一个过程,并发现大亚湾首选的参数空间是不利的中微子诱导氘衰变和相干弹性中微子核散射的测量。虽然非最小粒子物理方案可能是可行的,但这种异常的核物理解决方案似乎更有吸引力。
2019-03-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Reactor Neutrino Spectra
本文综述了反应堆发射的反中微子谱。了解这些及其相关的不确定性对于中微子振荡研究至关重要。迄今为止使用的光谱已经通过将测量的电子光谱转换为反中微子光谱或通过使用现代数据库作为输入对构成光谱的所有数千个跃迁求和来确定。β衰变的次优势修正的不确定性困扰这两种方法,我们提供这些不确定性的估计。要改进反应堆反中微子谱的现有知识,需要新的实验。这种实验还将解决所谓的反应堆中微子异常和在最近的高统计反应堆中微子实验中测量的反中微子光谱中观察到的肩的可能来源。
2016-05-06 hep-ph nucl-th
Impact of reactor neutrino uncertainties on coherent scattering's discovery potential
针对反应堆反中微子能谱尚存的不确定性,本文研究其对CEνNS实验区分新物理信号能力的影响,发现不确定性量级与预计灵敏度相当,需开展逆β衰变阈值下的β能谱测量以提升发现潜力。
2024-06-23 hep-ph nucl-ex nucl-th
Weak Magnetism Correction to Allowed Beta-decay for Reactor Antineutrino Spectra
弱磁修正及其对核β衰变的不确定性在确定反应堆中微子异常的重要性方面起着重要作用。在这里,我们研究用于裂变反中微子谱的计算中的单体弱磁性的常见近似,其中的轨道角动量算子的磁偶极子电流的贡献的矩阵元素被假定为成比例的自旋算子。虽然我们发现这种近似对于一个大的原子核结构的情况下是无效的,我们的结论是,它是有效的裂变碎片之间的相关允许β衰变。特别是,在裂变反中微子的不确定性,由于在单体弱磁性校正的不确定性被发现小于1%。因此,反应堆中微子通量弱磁性的主要不确定性在于两体介子交换磁偶极电流的不确定性。
2017-02-24 nucl-th
Prospects for Improved Understanding of Isotopic Reactor Antineutrino Fluxes
由于观测到的反β衰变(IBD)产额(称为“反应堆反中微子通量异常”)与预测值之间的差异,核反应堆中裂变同位素产生的反中微子通量的预测最近受到越来越多的关注。在本文中,全局拟合应用于现有的IBD产额测量,以产生对单个钚和铀裂变同位素产生反中微子的约束。我们发现,适合包括从高235铀富集堆芯的测量和适合包括大亚湾的新的燃料演变结果产生不一致的最佳拟合IBD产额为235 U和239钚。通过同时拟合239 Pu、235 U和238 U产率,可以在所有数据集的全局分析中缓解这种差异。在该分析中,测得的U238的IBD产额为(7.02 +/- 1.65)x 10^-43 cm 2/裂变,比现有预测值低了近两个标准差。未来的假设IBD产量测量短基线反应堆实验进行检查,以确定其可能的影响同位素IBD产量的全球理解。结果发现,未来改进的短基线IBD产额测量在高浓缩和低浓缩的核心可以显着提高约束235 U,238 U,和239钚,提供可比或更高的精度现有的转换和求和为基础的反中微子通量预测。这些未来的测量系统和实验要求进行了研究。
2017-09-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Possible origin of shoulder in the reactor antineutrino spectrum
测量的$^{238}U$集成电子光谱的重新分析揭示了一个形状不匹配相对于所谓的从头计算和比例相似,以及与最近观察到的反应堆反中微子肩或隆起约5 MeV的提示能量时,绘制在一个缩小的规模,其中的前两个时刻(面积和平均值)的频谱是相同的(KNO型缩放)。然而,在其他锕系元素如$^{235}U$和$^{239,241}Pu$同位素的情况下看不到这样的隆起。由于$^{238}U$中隆起的大小与实验观测值相当,所以除非其他铀和钚同位素也有类似的贡献,否则$^{238}U$不可能是唯一的异常源。因此,强烈建议,铀和钚同位素的积分电子能谱,特别是在$6$ MeV至$8$ MeV能量范围内的积分电子能谱,可能有来自反应堆中子能谱较硬部分的额外贡献,这可能不存在于热测量中。
2017-11-08 hep-ph nucl-th
Active-sterile neutrino mixing constraint using reactor antineutrinos with the ISMRAN set-up
在这项工作中,我们提出了一个分析的敏感性,以活跃的无菌中微子混合与印度闪烁体矩阵反应堆反中微子(ISMRAN)的实验设置在很短的基线。在这篇文章中,我们考虑了测量电子反中微子感生事件采用一个单一的探测器,可以放置在一个单一的位置或移动之间的近和远的位置从给定的反应堆堆芯。在后一种情况下提取的结果是独立的反应堆反中微子光谱和检测器相关的系统不确定性的理论预测。我们的分析表明,从在近和远探测器位置的组合进行的测量获得的结果显着改善在更高的$Δm^{2}_{41}$相比,在一个单一的探测器位置的测量获得的。据发现,从100兆瓦$_{th}$功率DHRUVA研究堆堆芯的近,远探测器的位置的最佳组合分别为7米和9米,其中ISMRAN设置可以排除在范围1.4 $eV^{2} \leq Δm^{2}_{41} \leq$ 4.0 $eV^{2}$的反应堆反中微子异常区以及目前的最佳拟合点的活性-无菌中微子振荡参数。在这些探测器位置的组合下,ISMRAN装置可以观察到具有95 $\%$置信水平的活跃无菌中微子振荡,条件是对于1吨-年的曝光,$Δm^{2}_{41}$处的$\sin^{2}2θ_{14}\geq 0.09$ = 1 eV $^{2}$。将探测器放置在距热功率为1250 MW $_{th}$的紧凑型原型快增殖堆堆(PFBR)近、远距离分别为15 m和17 m处,在相同曝光量下,可使活性…
2020-07-21 hep-ph nucl-ex nucl-th
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
Axial anomaly effects in finite isospin $χ$PT in a magnetic field
本文考虑了强磁场中包含轴向反常(通过Wess-Zumino-Witten项)影响的有限同位旋手征微扰理论。我们首先证明了在一个强的外磁场($H_{\rm ext}$)或更准确地说是Schwinger极限下,光子的反反应被抑制,只有中性的π介子可以凝聚,带电的π介子的凝聚是被禁止的。其次,我们发现$π^{0}$畴壁是一个可以存在于强磁场中的相的例子,并提出了从正常真空态到$π^{0}$畴壁态的新的相变线的存在。如果重子化学势超过一个临界值$16πf_π^{2}m_π/eH_{\rm ext}$,这种相变就存在于非零π介子质量的情况下。当光子可以对外部磁场产生反作用时,相变线在远离Schwinger极限的地方持续存在。
2015-04-23 hep-ph nucl-th
Nuclear Zemach Moments and Finite-Size Corrections to Allowed Beta Decay
对$β$ -衰变的有限尺寸修正在确定反应堆中预期的反中微子谱中起着重要的作用,这对反应堆中微子异常是很重要的。在这里,我们表示的前导阶有限尺寸校正允许$β$ -衰减的Zemach矩。我们使用Skyrme类能量密度泛函计算Hartree-Fock模型中的Zemach矩。我们发现,Zemach矩增加相对于基于相同的均匀核电荷和弱跃迁密度的简单假设的预测。然而,对于中重核的基态到基态跃迁,详细的原子核结构计算并没有显著改变简单模型预测的有限尺寸修正,并且仅比后者大10-15%,即使密度显著不同。
2016-07-07 nucl-th
How and How Much is ${g_A}$ {\it Fundamentally} Quenched in Nuclei?
双魔壳层核$^{100}$ Sn中的超允许Gamow-Teller跃迁和$^{115}$ In中的第四禁戒非唯一跃迁的高分辨谱形分析表明,原子核中轴电流耦合常数$g_A$与$\sim 40\%$ { \it基本}淬灭一样多.这可能是由于核介质中QCD的迹线异常“出现”的结果。如果得到证实,这将标志着核介质中与手性尺度对称性一致的核相互作用的重大改造,以及对BSM的$0ν$和$νν$双$β$衰变的重大影响。我提出这样一个大的反常引起的猝灭与核介质中隐藏标度对称性的表现是不相容的论点,并从隐藏标度对称性渗透到重子物质中的角度讨论了解决这个问题的可能途径。
2022-12-13 hep-ph nucl-th