The Neutrino Mass Hierarchy from Nuclear Reactor Experiments
10年后，反应堆中微子实验将试图确定哪种中微子质量本征态是最大的。在这封信中，我们提出了超过700万个详细的模拟实验的结果，研究成功确定质量等级的概率依赖于分析方法，中微子质量矩阵参数，反应堆通量模型，地中微子，特别是基线的组合。我们表明，最近报道的虚假依赖的数据分析后，反应堆光谱的高能量尾部，可以通过使用加权傅立叶变换。我们确定最佳基线和相应的检测器位置。对于CP破坏的轻子狄拉克相δ的大多数值，简并阻止NOvA和T2K确定δ或层次。我们确定的信心，反应堆实验可以确定的层次结构，打破简并。
2013-08-14 hep-ex hep-ph
Mass Hierarchy Determination Using Neutrinos from Multiple Reactors
本文报道了中基线反应堆中微子实验的蒙特卡罗模拟结果。大亚湾和岭澳反应堆的1 km间距导致的基线差异降低了低能1-3振荡的振幅，降低了对中微子质量等级的敏感性。垂直的探测器位置消除了这种影响。我们模拟了大亚湾/岭澳反应堆垂直的几座山下的实验，特别考虑了台山和阳江反应堆的背景。一般来说，在距离大亚湾44.5公里的白云嶂1000米的山体下面可以最可靠地确定层次结构。如果一些计划中的反应堆没有建成，那么在47-51公里基线处的700米高的山脉附近会获得一点优势。忽略它们的低开销负担，东坑附近的山丘将是最佳位置。我们使用加权傅立叶变换，以避免虚假的依赖于高能量中微子光谱，并发现神经网络可以提取的数量，确定的层次略优于传统的RL + PV。
2012-11-16 hep-ex hep-ph
Neutrino Mass Hierarchy Determination Using Reactor Antineutrinos
在早期研究的基础上，我们研究了确定中微子质谱类型的可能性（即，“中微子质量等级”）在一个高统计反应堆电子反中微子实验与一个相对较大的KamLAND类探测器和60公里的最佳基线。我们系统地分析了傅立叶正弦和余弦变换（FST和FCT）的模拟反应堆反中微子数据参考其特定的质量等级相关的功能在文献中讨论过。我们还对模拟反应堆电子反中微子事件谱数据对中微子质量体系的灵敏度进行了分箱χ^2分析，并特别确定了探测器和实验的特征（能量分辨率、可见光能量阈值、曝光、系统误差、数据分箱等），这将使我们能够获得重要的信息，甚至确定中微子质谱的类型。我们发现，如果\sin^2 2θ 13}足够大，\sin^2 2θ 13} \gtap 0.02，则对感兴趣的设置的要求是非常具有挑战性的，但并非不可能实现。
2011-03-03 hep-ex hep-ph
Mass hierarchy sensitivity of medium baseline reactor neutrino experiments with multiple detectors
报道了中基线反应堆中微子多探测器实验的中微子质量分级灵敏度。通过增加近端探测器和将近端探测器和远端探测器相结合，可以显著提高测定MH的灵敏度。灵敏度提高的大小与单个质量分裂测量的准确性有关，并且需要严格控制近和远探测器的相对能量标度不确定性。我们研究了近探测器的基线和目标质量对组合灵敏度的影响。定义了一个优值系数来优化近探测器的基线和目标质量，对于目标质量为20 kton、基线为52.5 km的远探测器，最优值系数分别为$\sim$ 13 kton和$\sim$ 4 kton。作为未来中基线反应堆中微子实验的典型例子，选择了JUNO和RENO-50近探测器的最佳位置和目标质量。最后，我们讨论了中微子光谱的不确定性的不同影响的设置一个单一的检测器和双检测器，这表明，光谱的不确定性可以很好地约束在附近的检测器的存在。
2016-02-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Status and Prospects of Reactor Neutrino Experiments
新一代的三反应堆中微子实验在2012年根据电子反中微子的消失对最小中微子混合角θ 13进行了明确的测量。更精确的测量混合角以及电子中微子之间的平方质量差。一个相当大的θ 13值为寻找CP破坏相和确定中微子质量等级打开了一个新的窗口。未来的反应堆实验，JUNO和RENO 50，建议确定中微子质量等级，并进行高精度的测量θ 12，中微子质量2和1之间的平方质量差，以及电子中微子之间的平方质量差。
2015-04-30 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Determination of Neutrino Mass Hierarchy and Theta_13 with a Remote Detector of Reactor Antineutrinos
本文描述了一种通过远程探测核反应堆中的反中微子来确定中微子质量谱和θ_13的方法。该方法利用一个10-kt蒸发液体探测器，在距离反应堆复合体50-64公里处测量涉及nu_3的质量平方差，暴露一（十）年，条件是sin 2（2 θ_13）>0.05（0.02）。我们的技术应用傅立叶变换的事件率作为中微子飞行距离的函数的能量。在delta-m2的相关范围上扫描解析delta-m2_31和delta-m2_32的单独光谱峰。对于正常（反向）层级，delta-m2_31的绝对值大于（小于）delta-m2_32的绝对值。这种稳健的方法要求探测器能量分辨率为3.5%除以闪烁能量的平方根。
2008-08-30 hep-ex hep-ph
Advantages of Multiple Detectors for the Neutrino Mass Hierarchy Determination at Reactor Experiments
研究了在中基线反应堆中微子实验中使用第二个相同探测器的优点。确定中微子质量等级的一个主要障碍是探测器未知的非线性能量响应，即使在乐观的假设下，在单个探测器实验中，这也会使等级确定的置信度降低约1 σ。各种能量响应模型被认为是在一个和两个探测器实验具有相同的总目标质量。在足够不同的基线处的第二检测器消除了该1西格玛降低。考虑到未知的能量响应，我们发现在JUNO和RENO 50的各种候选探测器位置的层次结构确定的信心。JUNO近场探测器的最佳选址是在紫螺山下，距离阳江和台山反应堆厂房分别为17 km和66 km。我们简要地描述了其他优点，包括更精确的确定θ 12和DAEdALUS启发的程序来测量CP违反相位三角洲使用一个单一的π介子源约10公里，从一个探测器和20公里的其他的可能性。两个相同的检测器提供比单个（较大的）检测器更好的能量分辨率，进一步增加了层次确定中的置信度。
2013-08-02 hep-ex hep-ph
New results from RENO and prospects with RENO-50
RENO（Reactor Experiment for中微子振荡）在2012年根据电子反中微子的消失对最小混合角θ 13进行了确定性的测量。使用~800天的数据，获得并提出了混合角和反应堆中微子谱的更精确测量结果。我们已经观察到一个多余的IBD提示频谱附近5兆电子伏相对于最常用的模型。过量被认为是一致的来自反应堆。我们还成功地测量了反应堆中微子通量与延迟信号的中子捕获的氢。建议在未来进行RENO-50的反应堆中微子实验，以确定中微子质量等级，并对θ 12、δ（m_21）^2和δ（m_31）^2进行高精度测量。RENO-50的物理目标和灵敏度的策略，获得一个非常好的能量分辨率对中微子质量等级。
2014-12-10 hep-ex physics.ins-det
Neutrino mass hierarchy and electron neutrino oscillation parameters with one hundred thousand reactor events
拟议中的中基线反应堆中微子实验提供了前所未有的机会，同时探测在短波长（Δ m^2和theta_{12}）和长波长（Δ m^2和theta_{13}）下控制$ν_e$振荡的质量混合参数，以及与质量等级相关的微小干扰效应（即，Δ m^2和Δ m^2的相对符号）。为了充分利用这些机会，需要对事件谱进行精确的计算和精细的统计分析。在这样的背景下，我们重新审视了几个输入成分，包括：核子反冲反β衰变及其对能量重建和分辨率的影响，层次和物质的影响，振荡概率，反应堆距离的传播，从地中微子和从远反应堆的不可约背景，以及能量标度和谱形状不确定性之间的简并。我们还引入了一个连续的参数alpha，它可以在正常层次（alpha=+1）和反向层次（alpha=-1）之间平滑地插值。然后将层次结构的确定从假设检验转换为参数估计，其灵敏度由真实情况（alpha=+1或alpha=-1）与不可判定情况（alpha=0）的距离给出。数值实验是为JUNO项目设想的特定设置进行的，假设一个O（10^5）反应堆事件的现实样本。我们发现一个典型的敏感性~2西格玛的层次结构在JUNO，然而，可以挑战的能量尺度和频谱形状系统学，其可能的阴谋影响进行了研究。本文还讨论了其它质量混合参数所能达到的精度。
2013-09-06 hep-ex hep-ph nucl-ex
Unambiguous Determination of the Neutrino Mass Hierarchy Using Reactor Neutrinos
本文讨论了中基线反应堆中微子实验中中微子质量分级的确定。通过观察Δm^2_{31}和Δm^2_{32}振荡之间的干涉效应，可以进行不依赖于绝对质量平方差的相对测量。大亚湾Ⅱ号实验在距离总热功率为36 GW的反应堆50 km处，采用能量分辨率为3%/ \sqrt{E(MeV)}的20 kton液体闪烁探测器，在考虑堆芯实际空间分布的情况下，可以在6年内确定出置信水平为Δχ^2_{MH} \sim（10-12）（3-3.5 σ）的质量等级。我们发现，未知的剩余能量的非线性液体闪烁体探测器的灵敏度，由于小的振荡峰的自校准的影响有限。此外，通过包括来自正在进行的长基线μ子中微子消失实验的预期相对误差1.5%（1%）的有效质量平方差Δm^2_{μμ}的精确测量，可以获得Δχ^2_{MH} \simeq 4（9）的额外增加。干扰和绝对测量的灵敏度可以交叉检查。当结合这两者时，可以在6年内以Δχ^2_{MH} \sim（15-20）（4 σ）的置信水平确定质量等级。
2013-07-09 hep-ex hep-ph
The Neutrino Mass Hierarchy at Reactor Experiments now that theta13 is Large
既然已知θ 13很大，那么中等基线反应堆实验就可以观察到电子反中微子存活概率曲线的精细结构，即波长为4 π/Δ M ^[2_31]的L/E近似周期性振荡。相对于L/E的周期性被2-3个振荡打破，在正常（倒置）层次的情况下，前16个振荡高（低）移动近1%，接下来的16个低（高）移动。每个峰的能量决定了质量差的特定组合，例如，几乎所有在40 km以下基线可见的峰的质量差都是cos ^2（θ 12）Δ M^2_31 + sin ^2（θ 12）Δ M^2_32。将这些组合相互比较或与NOvA结果比较，原则上可以确定质量等级。或者，由于1-3和2-3振荡概率的傅立叶变换的相位相差1-2振荡概率，所以在1-2振荡的最大值附近，总生存概率的复相位可以用于确定层次。两种干扰效应使这项任务变得困难。首先，反应堆之间的千米距离将峰值的幅度降低到约4 MeV以下。其次，即使是100公里或更远的反应堆也会显著地掩盖1-2振荡最大值，这也使用单个探测器测量太阳混合角变得复杂。
2012-09-18 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy determination and other physics potential of medium-baseline reactor neutrino oscillation experiments
中基线反应堆中微子振荡实验（MBRO）被用来确定中微子质量等级（MH）和精确测量中微子振荡参数。在充分的统计量、优于~3%/ \sqrt{E}的能量分辨率和充分理解的能量非线性的情况下，可以通过分析反应堆反中微子存活谱中大气质量平方差驱动的振荡信号来确定MH。利用这种高性能的MBRO探测器，可以测量到亚百分水平的振荡参数，如\sin^2 2θ_{12}，Δm^2_{21}和Δm^2_{32}，这使得未来的PMNS矩阵么正性测试能够达到~1%的水平，并有助于即将进行的无中微子双β衰变实验限制允许< m_{ββ} >值。结合下一代长基线束流中微子和大气中微子振荡实验结果，MH测定灵敏度可达到更高水平。除了中微子振荡物理外，MBRO探测器还可用于地中微子、天体物理中微子和质子衰变的研究。我们建议启动一项美国研发计划，以确定、量化和满足MBRO实验成功所必需的关键挑战。
2013-10-01 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Optimization for Mass Hierarchy
反应堆中微子的Δ m^2_13振荡频率在正常和倒置质量等级之间相差6.4%。该频率差随距离和时间累积为相位差。最佳距离是当层次之间的最大相位差发生在可观测的反应堆中微子谱的峰值附近时。添加了一些相关近期工作的引用。
2013-06-21 hep-ex hep-ph
The High Energy Neutrino Nuisance at a Medium Baseline Reactor Experiment
10年后，中等基线反应堆实验将试图从傅立叶变换中微子光谱极值之间的差异（RL+PV）确定中微子质量等级。最近，钱等人声称，差异参数RL+PV对反应堆中微子通量和Δ M的微小变化的强烈依赖性可能会阻碍这一目标的实现^[2_32]。我们证明，这种效果的结果从一个虚假的依赖差异参数的反应堆中微子光谱的非常高的能量（8+ MeV）的尾巴。这种依赖性是虚假的，因为高能尾依赖于外来同位素的衰变，对质量等级不敏感。傅立叶变换中的能量依赖权重不仅消除了这种虚假的依赖性，而且实际上增加了正确确定层次的机会。
2012-08-23 hep-ex hep-ph
The KASKA project - a Japanese medium-baseline reactor-neutrino oscillation experiment to measure the mixing angle $θ_{13}$ -
提出了一种新的反应堆-中微子振荡实验KASKA，用于使用世界上最强大的柏崎-卡里瓦核电站测量未知的中微子混合角$θ_{13}$。它将使用三个相同的探测器测量反应堆中微子通量的非常小的赤字，两个放置在靠近源的地方，一个距离约1.8公里。讨论了它的概念设计和物理实现。
2005-02-01 hep-ex
Determining the Neutrino Mass Hierarchy with INO, T2K, NOvA and Reactor Experiments
相对较大的测量值$θ_{13}$开辟了通过地球物质效应确定中微子质量等级的可能性。在目前基于加速器的实验中，只有NOvA有足够长的基线来观察地球物质的影响。然而，NOvA在$δ_{CP}$的真实值的知识上受到不确定性的困扰，这可能会大大降低其对中微子质量等级的敏感性。另一方面，地球物质对大气中微子的影响几乎与$δ_{CP}$无关。位于印度的中微子天文台（ICAL@INO）的50千吨磁化铁热量计将观测大气中微子。该探测器的电荷识别能力使其在通过观测地球物质效应确定质量等级方面比其他探测器具有优势。我们详细研究了中微子质量层次的灵敏度，从这个实验模拟使用基于Nuance的发生器为ICAL@INO和折叠的探测器分辨率和效率从一个完整的Geant 4为基础的探测器模拟INO合作获得的数据。然后将ICAL@INO的数据与来自T2 K、NOvA、DoubleBrachz、RENO和大亚湾实验的模拟数据相结合，并进行了对质量等级的联合敏感性研究。利用10年的ICAL@INO数据，结合T2 K、NOvA和反应堆数据，人们可以得到关于中微子质量等级的$2.3σ-5.7σ$发现，这取决于$\sin^2θ_{23}$ [0.4 -- 0.6]、$\sin^22θ_{13}$ [0.08 -- 0.12]和$δ_{CP}$ [0 -- 2 $π$ ]的真实值。
2013-05-30 hep-ex hep-ph
Medium Baseline Reactor Neutrino Experiments with 2 Identical Detectors
在今后10年中，中基线反应堆中微子实验将试图确定中微子质量等级和精确测量θ_12。如果将来自不同基线的相同探测器的数据结合起来，这两种确定方法将更加可靠。虽然可以通过选择与反应器阵列正交的检测器位置来消除干扰效应，但确定质量体系所面临的最大挑战之一是检测器的未知能量响应。通过比较在不同基线处的两个相同检测器处的相似能量处的峰，消除了对单调能量响应的任何相关依赖性。此外，第二个检测器导致新的层次相关的可观的，如傅立叶余弦变换的最大值的位置的比率。同时，我们可以通过使用与两个层次相关联的光谱来比较两个检测器处的ΔM^2_32的χ^2最佳拟合来确定层次。在不同基线处的第二个探测器也打破了θ_12和来自例如远距离反应堆的背景中微子通量之间的简并性，并增加了有效靶质量，其被当前设计限制为约20千吨/探测器。
2012-11-29 hep-ex hep-ph
A new way to determine the neutrino mass hierarchy at reactors
中微子质量排序的确定目前正在进行的几个实验和建议。一个非常具有挑战性的是它的评价反应堆实验的基础上的微小干扰效应之间的$Δm^2_{31}$和$Δm^2_{32}$振荡。目前的分析需要几年的数据采集和极端的能量分辨率，以实现无论如何小于5 $σ$。参考JUNO的实验条件，我们开发了一种全新的技术，该技术将在不到六年的运行时间内提供稳健的5 $σ$测量。这两种排序可以以允许$Δm^2_{31}$的两个不同值为代价来区分。然而，在相同的分析中，可以以远小于1%的前所未有的精度测量$Δm^2_{31}$上的这种简并度（大约$12\times 10^{-5}$ eV $^2$），即$10^{-5}$ eV $^2$。类比与通常的$χ^2$分析，其中的$Δm^2_{31}$简并是更重要的，进行了讨论。已经进行了系统误差和背景的评估和包含，其中最相关的是增加了两个250 km外的远程反应堆工厂。每个贡献的反应堆堆芯的基线及其空间分辨率已被考虑在内。运行两年后可能的结果和预期的初始减少的可用反应堆功率也进行了研究。这些结果证实了JUNO在确定真空振荡主导区域中的质量有序性方面的非常积极的观点。
2017-12-19 hep-ex hep-ph
Shedding light on LMA-Dark solar neutrino solution by medium baseline reactor experiments: JUNO and RENO-50
在存在非标准中性流相互作用（NSI）的情况下，用$\cos 2θ_{12}<0$给出了太阳中微子异常的一个新的解。我们研究如何通过即将到来的中间基线反应堆实验，JUNO和RENO-50测试这种解决方案。我们指出了两个解决方案之间的退化时，两个层次和$θ_{12}$八分圆翻转。然后，我们评论如何可以部分解除这种简并性的长期基线实验敏感的物质效应，如NOVA实验。
2014-07-02 hep-ex hep-ph
Reactor Neutrino Experiments: Present and Future
在中微子研究的历史上，反应堆中微子一直是发现和精确测量中微子的重要工具。自20世纪50年代第一代反应堆中微子实验以来，探测器技术有了很大进步。新思想、新知识和现代软件也增强了实验的力量。目前的反应堆中微子实验，大亚湾，双中微子和RENO已经带领中微子物理进入精确时代。在这篇文章中，我们将回顾这些发展和积累，解决设计一个国家的最先进的反应堆中微子实验的关键问题，并解释如何确定中微子质量等级的下一代实验JUNO的挑战性要求可以在不久的将来实现。
2018-03-27 hep-ex physics.ins-det
Reactor antineutrino experiments
中微子是粒子物理学标准模型中的基本粒子。有三种中微子在它们之间振荡。它们的振荡可以用一个3 $\times$ 3酉矩阵来描述，该矩阵包含三个混合角$θ_{12}$、$θ_{23}$、$θ_{13}$和一个CP相位。$θ_{12}$和$θ_{23}$都是从先前的实验中已知的。$θ_{13}$在两年前还不为人所知。大亚湾核电站的实验在2012年给出了第一个确定的非零值。最近获得了一种改进的振幅测量方法$\sin^{2}2(θ_{13})$ = $0.090^{+0.008}_{-0.009}$和第一次直接测量$\barν_{e}$质量平方差$\mid$ $Δm^2_{ee}$ $\mid$ = $(2.59^{+0.19}_{-0.20})\times10^{-3} \rm eV^{2}$。$θ_{13}$的巨大价值推动了下一代反应堆反中微子实验的发展，这些实验旨在确定中微子质量等级，如JUNO和RENO-50。
2014-03-04 hep-ex physics.ins-det
Prospects of neutrino oscillation measurements in the detection of reactor antineutrinos with a medium-baseline experiment
尽管近年来中微子振荡的研究取得了巨大的进展，但一些基本的中微子参数仍然是未知的或测量不足的。我们详细讨论了一种测量方法，通过精确研究振荡引起的中微子能谱畸变，大型水下逆β衰变探测器似乎是一个完美的工具。结果确定最佳基线和必要的曝光系统的不确定性和不可避免的背景从陆地反中微子的存在。
2008-11-08 hep-ex hep-ph
Studying the neutrino wave-packet effects at medium-baseline reactor neutrino oscillation experiments and the potential benefits of an extra detector
我们研究了未来中基线反应堆中微子振荡（MBRO）实验在研究中微子波包碰撞方面的潜力。在我们的研究中，我们把中微子看作波包，并使用相应的中微子味跃迁几率。波包的离域、分离和扩散导致退相干和色散效应，这些效应改变了平面波中微子振荡模式，其改变量取决于初始中微子波包中的能量不确定性。我们发现，MBRO实验可能是敏感的波包的影响，因为基线是足够长的，也观察到小的修正的中微子振荡由于良好的检测器能量分辨率的能力。除了研究退相干参数的约束条件外，我们还研究了在将来的中基线反应堆中微子振荡实验中，潜在的波包对测量$θ_{12}$和其他振荡参数精度的影响。此外，我们还探讨了一个额外的探测器研究这种奇异的中微子物理的潜在好处。
2020-09-14 hep-ex hep-ph
Neutrino Oscillation Studies with Reactors
核反应堆是中微子最强烈、纯净、可控、成本效益最好、最容易理解的来源之一。反应堆在中微子振荡的研究中发挥了重要作用，这种现象表明中微子具有质量，并且中微子味道是量子力学的混合物。在过去的几十年里，反应堆被用于发现中微子，在解决太阳中微子之谜方面至关重要，并允许确定最小混合角$θ_{13}$。在不久的将来，反应堆将有助于确定中微子质量等级，并解决无菌中微子的令人困惑的问题。
2015-04-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Determination of the Neutrino Mass Hierarchy at an Intermediate Baseline
一般认为，中微子质量等级可以在长基线实验中确定，通常使用加速器中微子束。反应堆中微子实验在中间基线有能力区分正常或倒置的层次。最近的研究表明，如果混合角为$\sin^2(2θ_{13})>0.02$，则可以通过对L/E光谱进行傅里叶变换来识别质量等级。在这项研究中，一个更敏感的傅立叶分析。我们发现，在中间基线（$\sim 60$ km）处的理想探测器可以识别混合角为$\sin^2(2θ_{13}) > 0.005$的质量等级，而不需要反应堆中微子谱的精确信息和$Δm^2_{32}$的值。
2008-11-26 hep-ex hep-ph
Nonstandard interaction effects on neutrino parameters at medium-baseline reactor antineutrino experiments
精确测量轻子混合参数和确定中微子质量等级是即将进行的中基线反应堆反中微子实验，如JUNO和RENO-50的主要目标。在本工作中，我们研究了非标准中微子相互作用（NSIs）对测量{sin^2 theta_{12}，Δ m^2_{21}}和{sin^2 theta_{13}，Δ m^2_{31}}的影响，以及在中基线反应堆实验中，通过假设一个典型的实验装置，对中微子质量等级的灵敏度。结果表明，如果NSI参数varepsilon_{e mu}或varepsilon_{e tau}在最乐观的情况下大到2%，则可以在大于3 sigma的水平上排除真实的混合参数sin^2 theta_{12}。然而，NSI效应的发现范围很小，并且关键取决于CP破坏阶段。最后，我们表明，NSI效应可以提高或降低正常和倒置中微子质量等级之间的JUNO和RENO-50实验的辨别能力。
2014-09-23 hep-ex hep-ph
The SNO+ Experiment: Reactor & Solar $ν$ Prospects
SNO+实验是一个位于加拿大SNOLAB地下2公里处的大型多用途中微子实验。作为萨德伯里中微子天文台的继承者，SNO+探测器继承了许多原始的基础设施，包括作为主要探测器主体的12米直径的丙烯酸容器。SNO+实验最初充满了超纯水，已经完成了水切伦科夫探测器的操作，对多种不可见的核子衰变模式设定了新的限制，对$^8\mathrm{B}$太阳中微子进行了测量，并首次在纯水中观察到反应堆反中微子。探测器介质现已被液体闪烁体所取代，目前正在执行一项新的物理方案，包括测量太阳中微子和反应堆反中微子产生的$Δ\mathrm{m}^2_{12}$。液体闪烁体将掺杂有>4吨的$^{\mathrm{nat}}\mathrm{Te}$，以能够搜索无中微子双β衰变。
2022-11-10 hep-ex physics.ins-det
The LMA MSW Solution of the Solar Neutrino Problem, Inverted Neutrino Mass Hierarchy and Reactor Neutrino Experiments
In the context of three- neutrino oscillations , we study the possibility of using antineutrinos from nuclear reactors to explore the 10^{-4} { \rm eV^2} < \ms \ltap 8 \times 10^{-4} { \rm eV^2} region of the LMA MSW solution of the solar neutrino problem and measure $\ms$ with high precision. The KamLAND experiment is not expected to determine $\ms$ if the latter happens to lie in the indicated region. By analysing both the total event rate suppression and the energy spectrum distortion caused by \bar ν_e oscillations in vacuum, we show that the optimal baseline of such an experiment is L \si…
2002-03-18 hep-ex hep-ph
Probing light sterile neutrinos in medium baseline reactor experiments
中等基线反应堆实验（双中子、大亚湾和RENO）提供了一个独特的机会来测试轻无菌中微子的存在。我们分析了这些实验的数据，在寻找不育中微子，也测试了在不育中微子的存在下的theta_13测定的鲁棒性。我们表明，存在一个轻不育中微子状态，适当地提高了这些数据的拟合。我们还表明，即使在有无中微子存在的情况下，这些实验的theta_{13}测量值也是可靠的，其可靠性主要归功于大亚湾和RENO的数据。通过对这些实验数据的综合分析，我们限制了无菌中微子的混合，其质量平方差在（10^{-3}-10 ^{-1}）eV ^2至sin ^2范围内2 theta_{14} <0.1，95%CL。
2013-10-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraint on Neutrino Decay with Medium-Baseline Reactor Neutrino Oscillation Experiments
nu_e分量最小的中微子质量本征态nu_3的寿命实验限比nu_1和nu_2的寿命实验限弱许多数量级。我们认为，未来的反应堆中微子振荡实验，如JUNO或RENO-50，在所有利用人工源中微子的中微子实验中，最有可能对nu_3寿命施加最严格的约束。假设衰变到不可见态，我们通过详细的chi^2分析表明，nu_3的寿命除以其质量tau_3/m_3，在95%（99%）C. L时，可以限制为tau_3/m_3 > 7.5（5.5）x 10^{-11} s/eV。10万吨年的暴露量。它可能会进一步提高到与大气中微子相媲美的水平，因为它的运行时间更长。我们还讨论了nu_3衰变在多大程度上影响质量有序的确定和混合参数的精确测量。
2015-10-31 hep-ex hep-ph
Neutrino detectors for oscillation experiments
本文简要介绍了用于加速器和反应堆长基线振荡实验的中微子探测器的发展情况。本文讨论了对CP破坏和中微子质量分级敏感的加速器实验T2K和NOvA，以及测量混合角θ_13的反应堆实验大亚湾、RENO和双中子实验的探测器的基本原理和主要特点。各种不同的实验技术被提出和开发的下一代振荡实验：一个20千吨闪烁体探测器的反应堆实验JUNO，一个0.52千吨水切伦科夫探测器超神冈，和大量的液态氩时间投影室中微子探测器设想的DUNE实验。本文综述了这类探测器的研究现状、最新研究进展和发展前景。
2017-05-17 hep-ex physics.ins-det
Physics with Reactor Neutrinos
核反应堆产生的中微子在推进我们对中微子性质的认识方面发挥了重要作用。第一次直接探测到中微子，证实了它的存在，是使用反应堆中微子进行的。最近利用反应堆中微子的实验也发现了中微子振荡的明确证据，为确定中微子质量和混合提供了独特的输入。正在进行的和未来的反应堆中微子实验将探索其他重要问题，包括中微子质量等级和寻找无菌中微子以及标准模型之外的其他新物理。在这篇文章中，我们回顾了利用反应堆中微子的物理学的最新进展，以及它们为未来发现提供的机会。
2018-10-11 hep-ex hep-ph nucl-ex
Precision Neutrino Oscillation Physics with an Intermediate Baseline Reactor Neutrino Experiment
假设太阳中微子振荡参数$Δm^2_{\odot}$和$θ_{\odot}$位于高LMA解区，讨论了反应堆装置中$L \sim 20 ÷30$ km基线实验的物理势。我们表明，这样的中间基线反应堆实验可以确定$Δm^2_{\odot}$和$θ_{\odot}$具有非常高的精度。我们还进行了详细的研究所示的实验的灵敏度$Δm^2_{\rm atm}$，驱动主导的大气$ν_μ$（$\barν_μ$）振荡，和$θ$ -中微子混合角从CHOOZ和帕洛维德实验的数据限制。我们发现这个实验可以改善$\sin^2θ$上的边界。如果$\sin^2θ$的值足够大，即$\sin^2θ\gtap 0.02$，则检测器的能量分辨率足够好，并且如果统计量相对较高，则它可以以极高的精度确定$Δm^2_{\rm atm}$的值。我们还探讨了中间基线反应堆中微子实验的潜力，用于确定中微子质谱的类型，这可以是正常的或倒置的层次。我们表明，中微子质量等级的类型可以确定的条件是相当具有挑战性的，但在所讨论的实验范围内。
2003-06-02 astro-ph hep-ex hep-ph
The benefits of a near detector for JUNO
有人提出利用两个中微子质量平方差对应的振荡频率之间的拍频来确定中微子的质量等级。JUNO基于这一概念，在距离强大的核反应堆综合体53公里处使用大型液体闪烁体探测器。我们认为，从核反应堆中的反中微子通量的微观结构，使得它必须通过实验确定一个参考光谱的能量分辨率非常相似的朱诺之一。
2017-10-20 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Global neutrino data and recent reactor fluxes: status of three-flavour oscillation parameters
我们提出了一个全球性的中微子振荡数据分析的三味框架内的结果。我们包括MINOS长基线实验的最新结果（包括电子中微子外观以及反中微子数据），更新所有相关的太阳（SK II+III），大气（SK I+II+III）和反应堆（KamLAND）数据。此外，我们包括最近重新计算的反中微子通量从核反应堆。这些结果对于反应堆实验的分析，特别是对于混合角$θ_{13}$的状态具有重要的意义。在我们推荐的默认分析中，我们从全局拟合中发现，非零$θ_{13}$的提示仍然很弱，对于两种中微子质量等级方案都是1.8 $σ$。然而，我们详细讨论了这些结果的依赖性的假设有关的反应堆中微子分析。
2011-03-28 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Reactor Neutrino Experiments Compared to Superbeams
我们提出了一个详细的定量讨论的测量轻子混合角$\sin^2 2 θ_{13}$与未来的反应堆中微子振荡实验组成的近，远探测器。我们进行了彻底的分析各种系统误差的影响，并比较由此产生的物理潜力计划的第一代超束实验之一。此外，我们调查这两种类型的实验的互补性。我们发现，在现实的假设下，测定$\sin^2 2 θ_{13}$下降到$10^{-2}$是可能的反应堆实验。因此，它们与第一代超束相比具有很强的竞争力，并且可能能够在更短的时间尺度上测试$\sin^2 2 θ_{13}$。此外，我们发现，一个Kamland大小的反应堆实验与一个或两个超束的组合可以大大提高访问中微子质量层次或轻子CP相的能力。
2007-11-07 hep-ex hep-ph
Determining the Sign of Δ_{31} by Future Long Baseline and Reactor Experiments
我们将在未来十年内通过中微子实验研究中微子质量等级的确定。T2 K中微子振荡实验将于2009年开始。实验中，JHF的高强度ν_μ光束被引导到295 km外的超级神冈（SK）探测器上。NOvA（离轨中微子振荡）实验正在计划中，费米实验室的ν_μ束将被引导到610公里外的站点，离轨0，7，14毫弧度。上述两个实验都将测量ν_μ \to ν_{e}振荡概率。正在建设的双CHOOZ实验通过近探测器（150米）和远探测器（1.05公里）探测核反应堆发射的\bar{ν_{e}}，并测量\bar{ν_{e}} \to \bar{ν_{e}}的生存概率。本文提出了一种由上述实验模拟数据确定Δ_{31}符号的方法。
2009-12-31 hep-ex
Reactor Neutrino Experiments: $θ_{13}$ and Beyond
我们回顾了目前这一代的短基线反应堆中微子实验，已经确定了第三中微子混合角$θ_{13}$是非零的。相对较大的$θ_{13}$值（约为9 $^\circ$）为未来的中微子实验提供了许多新的令人兴奋的机会。大亚湾实验首次测量了$Δm^2_{ee}$，旨在精确测量这种大气质量平方分裂，其精度可与加速器μ子中微子实验的$Δm^2_{μμ}$相媲美。JUNO是下一代反应堆中微子实验，目标是确定中等基线（$\sim$ 50 km）的中微子质量等级。除了这些由大型$θ_{13}$带来的\color{black}机会之外，当前一代（大亚湾、双中子和RENO）和下一代（JUNO、RENO-50和PROSPECT）反应堆实验，以其前所未有的统计数据，也正在引领三味中微子振荡物理学的精确时代，并限制中微子标准模型之外的新物理学。
2014-05-28 hep-ex hep-ph nucl-ex
Disentangle RG Running Parameters with Medium-Baseline Reactor Experiments
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学）
研究重整化群跑动β函数如何影响JUNO的慢速和快速振荡模式，并利用JUNO-TAO近探测器恢复质量顺序敏感性。
2026-06-24 hep-ex hep-ph
Comparisons and Combinations of Reactor and Long-Baseline Neutrino Oscillation Measurements
我们研究了未来各种中微子振荡实验的数据将如何约束三活跃中微子混合模型的物理参数。调查适当占退化和模糊的现象，以及实验测量误差的估计。考虑了各种反应堆测量与预期的J-PARC（T2 K）和NuMI离轴（Nova）数据的组合，包括与质子驱动器升级相关的通量增加和不增加。研究表明，反应堆和离轴数据的组合可以解决简并（如θ 23简并），并给出更精确的信息的振荡参数。本研究的一个主要目的是建立参数空间区域，在那里可以发现CP破坏和质量等级可以确定。我们发现，即使质子驱动器升级后通量增加，这种测量也需要sin ^2（2 θ 13）相当大，并且在反应堆实验可以测量的范围内。
2005-12-08 hep-ex hep-ph
Overview of the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO)
江门地下中微子观测站（JUNO）是计划在中国南方江门建立的中基线反应堆反中微子实验，它可以测定中微子质量等级，并将三个振荡参数的精度提高一个数量级。对这些测量的灵敏度潜力进行了审查，并说明了中央检测器的设计概念。最后，我们强调了我们遇到的技术挑战和相应的研发工作。
2014-02-25 hep-ex physics.ins-det
Determining neutrino mass hierarchy from electron disappearance at a Low energy neutrino factory
最近在大亚湾和雷诺反应堆实验中对大theta_{13}的测量，为确定中微子质量等级，即质量平方分裂δ m_{31} ^[2]的符号、CP破坏相delta_{CP}和theta_{23}的八分圆提供了可能性。根据这一结果，我们研究了低能中微子工厂（LENF）的性能，用于确定质量等级。特别地，我们探索了LENF中nu_e$和barν_e消失通道确定中微子质量等级的可能性，即不受未知的delta_{CP}相和theta_{23}八分圆所引起的不确定性的影响。我们发现，使用这些电子中微子（反中微子）消失通道与标准LENF，它是可能的，以排除错误的层次结构在5西格玛只有2年的运行。
2012-10-24 hep-ex hep-ph
CP violation and mass hierarchy at medium baselines in the large theta(13) era
最近通过共振器和加速器实验测量到的θ（13）的大值为精密振荡物理学提供了前所未有的机会。本文重新考虑了中基线超束的物理范围。对于θ（13）~ 9度，我们指出，中等基线（即L ~ O（1000 km））的装置对于研究轻子区的CP破坏仍然是最佳的，尽管它们的最终精度在很大程度上取决于实验系统学。这是证明，特别是在欧洲的实际利益的设施：欧洲核子研究中心的格兰萨索和欧洲核子研究中心的Phyasalmi nu_mu梁基于目前的SPS和新的高功率50 GeV的质子驱动器。由于θ（13）的值很大，光谱信息可以在中等基线处用来解决符号模糊性，并确定中微子质量等级。然而，在较长的基线上，物质效应主导了nu_mu->nu_e跃迁，即使在中等曝光量下，也可以实现更强的符号灵敏度（Δ m^2）。
2013-04-02 hep-ex hep-ph
Impact of two mass-scale oscillations on the analysis of atmospheric and reactor neutrino data
在偏离单主导质量标度近似的情况下，研究了大气和反应堆中微子数据的3-nu振荡分析结果的稳定性。为了做到这一点，我们进行分析的大气和反应堆中微子数据的三个方面-中微子振荡的质量差异的影响被明确考虑。我们研究了作为质量分裂等级参数α = Δ m^2/Δ M^2的函数的这种分析所产生的允许参数空间，该参数参数化了与单主导质量尺度近似的偏离。我们认为计划与直接和倒置的质量排序。结果表明，在分析大气资料时，导出的最大质量分裂Δ M^2$的范围是稳定的，而混合角sin ^2 theta_{23}和sin ^2 theta_{13}的允许范围比单主导质量尺度近似的范围宽。将CHOOZ反应器数据纳入分析结果中，以减少参数空间，特别是混合角。因此，从综合分析的参数的最终允许的范围仅略宽于当在一个-占主导地位的质量尺度近似。
2002-08-26 astro-ph hep-ex hep-ph
Science Potential of a Deep Ocean Antineutrino Observatory
本文介绍了夏威夷正在开发的深海反中微子观测站的科学潜力。观测台的设计允许从一个地点搬迁到另一个地点。将观测站定位在距离核反应堆约60公里的地方，可以精确测量中微子混合参数，从而确定中微子质量等级。在太平洋中部的一个地点，观测站测量来自地幔的铀和钍衰变中微子的通量和比例，并对假设的地核天然裂变反应堆进行灵敏的搜索。随后在另一个大洋中的位置部署将测试地幔中铀和钍的横向不均匀性。
2006-12-15 hep-ex
Jiangmen Underground Neutrino Observatory
江门地下中微子观测站（JUNO）是一个多用途的中微子振荡实验，旨在通过探测反应堆反中微子来确定中微子质量等级和精确测量振荡参数，观察超新星中微子，研究大气，太阳中微子和地球中微子，并进行奇异搜索，在地下700米深处安装了一个具有前所未有的$3\%$能量分辨率（1 MeV）的20千吨级液体闪烁体探测器，并具有其他丰富的科学可能性。目前MC研究表明，质量等级的敏感性在相对测量和绝对测量中分别为$\overline{Δχ^2}\sim 11$和$\overline{Δχ^2}\sim 16$。JUNO于2013年获得中国科学院批准，并于2014年建立了国际合作。土建施工正在准备中，探测器的R $\&$ D正在进行中。开发了一个新的离线软件框架，用于探测器模拟、事件重建和物理分析。JUNO计划在2020年左右开始收集数据。
2014-12-13 hep-ex physics.ins-det
The HLMA project: determination of high delta-m^2 LMA mixing parameters and constraint on |U_e3| with a new reactor neutrino experiment
在接下来的几个月里，KamLAND实验将探测太阳大混合角（LMA）MSW解决方案的参数空间作为太阳中微子赤字的起源与$\nuebar$的遥远的核反应堆。然而，如果在自然界中实现的解使得$\Dm2_{sol} \gsim 2 \cdot 10^{-4}$ eV $^2$（此后称为HLMA区域），则KamLAND将仅观察到速率抑制而没有光谱失真，因此它将不具有测量混合参数的最佳灵敏度。在这种情况下，我们提出了一个新的中基线反应堆实验位于海尔布隆（德国），以确定太阳能混合参数的精确值。本文介绍了Heilbronn探测器位置，计算了$\nuebar$相互作用率和周围核电站的正电子能谱。我们还讨论了这种实验的灵敏度|U_e3|在正常和倒置中微子质量等级的情况下。然后，我们概述了探测器的设计，估计自然放射性以及原位宇宙射线μ子相互作用引起的背景信号，并讨论了一种策略，以检测反中微子信号“免费的背景”。
2002-06-24 hep-ex hep-ph
Status and perspectives of the JUNO experiment
中微子质量等级的确定，即$ν_3$中微子质量本征态是比$ν_1$和$ν_2$质量本征态重还是轻，是标准模型在轻子部分剩下的未确定的基本方面之一。此外，质量等级的确定将产生影响，在追求中微子性质（狄拉克或马约拉纳质量条款）对制定的理论的味道。江门地下中微子观测站（JUNO）是正在建设中的一个反应堆中微子实验站，由一个由18000个大光电倍增管和25000个小光电倍增管组成的大型液体闪烁体探测器（直径35.4 m）、一个水切伦科夫探测器和一个顶部跟踪探测器组成。大的有效质量（20 kton）和前所未有的能量分辨率（1 MeV时为3%）将允许以良好的灵敏度确定中微子质量等级，并精确测量低于1%水平的中微子混合参数$θ_{12}$、$Δm^2_{21} $和$Δm^2_{ee}$。此外，大型液体闪烁体探测器将允许探索质量等级确定之外的物理学，特别是在许多其他主题上，例如天体粒子物理学，如超新星爆发和扩散超新星中微子，太阳中微子，大气中微子，地球中微子，核子衰变，间接暗物质搜索和一些额外的外来搜索。在这项工作中，JUNO实验的现状和前景将被描述，也集中在主要的物理目标和其他可能的物理情况。
2018-04-10 hep-ex physics.ins-det
Terrestrial matter effects on reactor antineutrino oscillations at JUNO or RENO-50: how small is small?
我们仔细研究，在分析和数值方法，如何小的地球物质的影响可以在一个给定的中基线反应堆反中微子振荡实验，如朱诺或RENO-50。以正在进行的JUNO实验为例，我们指出，在未来的数据分析中，考虑地球物质效应可能会使中微子质量排序测量的灵敏度降低Δχ^2_{ \rm MO} \simeq 0. 6，而忽略这种效应可能会使味混合角θ_{12}和中微子质量平方差Δ_{21}的最佳拟合值偏移1σ ~ 2σ.此外，初步估计表明，2σ灵敏度的建立地球物质的影响，可以实现约10年的数据在JUNO的帮助下，一个适当的近探测器的实施。
2016-05-15 hep-ex hep-ph
Prospects of accelerator and reactor neutrino oscillation experiments for the coming ten years
分析了未来十年计划开展的长基线中微子振荡实验的物理潜力，重点讨论了小混合角$θ_{13}$的灵敏度极限。所讨论的实验包括正在建设中的常规束流实验MINOS、ICARUS和OPERA，计划中的超束流实验J-PARC到Super-Kamiokande和NuMI离轴，以及以Double-Bronz项目为代表的带有近距离和远距离探测器的新反应堆实验。我们进行了一个完整的数值模拟，包括系统学，相关性和退化的所有实验，使用GLoBES软件在平等的基础上。在讨论了这些实验对大气参数$θ_{23}$和$Δm^2_{31}$的认识的提高之后，我们详细研究了在未来十年内确定$θ_{13}$的潜力。此外，我们表明，在乐观的假设和$θ_{13}$接近目前的界限，即使是下一代的实验可能会提供一些信息的狄拉克CP阶段和类型的中微子质量等级。
2004-10-13 hep-ex hep-ph
Neutrino mass hierarchy determination with IceCube-PINGU
基于GLoBES软件的模拟，讨论了PINGU（Precision IceCube Next Generation Upgrade）中大气中微子的中微子质量等级确定，包括完整的三味框架和参数简并，并将其与长基线实验方案进行了比较。我们表明，大气质量层次结构的灵敏度取决于可实现的实验属性，我们确定的主要目标进行优化，而大量的测试系统误差的影响原来是小的。根据theta_23、delta和真实层次的值，运行三年后90%CL到3sigma的发现似乎是可以想象的。我们还强调与现有的光束和反应堆实验的协同作用，由NOvA驱动，如参数空间的互补覆盖。最后，我们指出，一个低强度的中微子束与一个相对较短的衰变管可以用来确定质量等级的灵敏度相媲美的LBNE实验的检测器的方向分辨率无关。
2013-07-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Unitarity Tests of the Neutrino Mixing Matrix
我们讨论了中微子混合（PMNS）矩阵的么正性检验。我们表明，太阳中微子实验，中基线和短基线反应堆反中微子实验的组合，使人们有可能进行的PMNS矩阵的第一个直接的么正性测试。特别是大亚湾和JUNO（下一代中基线堆实验）的测量将为精确检验$|U_{e1}|^2 + |U_{e2}|^2 + |U_{e3}|^2 = 1 $的么正性奠定基础。此外，在$\barν_e$消失和$ν_e$出现（来自$ν_μ$光束）通道中的$\sin^22θ_{13}$的精确测量将提供PMNS矩阵的间接么正性测试。再加上在非常短的距离内寻找出现/消失，这些测试可以提供关于三中微子模型之外可能的新物理学的重要信息。
2013-08-26 hep-ex hep-ph nucl-ex
Status of three-neutrino oscillation parameters, circa 2013
标准的三中微子（3 nu）振荡框架正在越来越多地被来自不同实验的结果所完善，这些实验使用了来自太阳、大气、加速器和反应堆的中微子。目前，每个已知的振荡参数[两个平方质量间隙（Δ m^2，Δ m^2）和三个混合角（θ_12}，θ_13，θ_23）]主要由一类实验确定。相反，未知的参数[质量层次，θ_23八分圆和CP违反相三角洲]目前只能通过各种（最终所有）类实验的综合分析来约束。根据最近的新结果来自反应堆和加速器实验，以及它们与太阳和大气数据的相互作用，我们更新了已知的3 nu参数的估计N-西格玛范围，并重新审视未知的状态。关于层次结构，没有显着差异之间出现正常和倒置的质量排序。对于第一个八分圆中的theta_23和sin delta < 0的非零CP破坏，发现了轻微的总体偏好;然而，对于这两个参数，仅对于正常层次，这种偏好超过1 sigma。我们还讨论了不同组合的数据集内的振荡参数的相关性和稳定性。
2014-05-05 hep-ex hep-ph nucl-th
Hanohano:A Deep Ocean Antineutrino Observatory
本文介绍了夏威夷和其他地方正在开发的深海反中微子观测站的科学潜力。观测台的设计允许从一个地点搬迁到另一个地点。将观测站定位在离核反应堆复合体约60公里的地方，可以精确测量中微子混合参数，从而确定中微子质量等级和θ_13。在太平洋中部的一个地点，该观测站测量了来自地幔的铀和钍衰变系列反中微子的通量，并对假设的地核天然裂变反应堆进行了灵敏的搜索。随后在另一个大洋中的位置部署将测试地幔中铀和钍的横向均匀性。这些测量结果对地球能量研究具有重要意义。
2008-10-07 hep-ex hep-ph
