Searches for new physics at the Hyper-Kamiokande experiment
我们研究了即将到来的超神冈(Hyper-K)中微子实验的能力,以检测新的物理现象超出标准的,三个大质量的中微子范式;即存在第四个,无菌中微子或弱于弱,非标准中微子相互作用。利用来自日本质子加速器研究综合体(J-PARC)的束基中微子和大气中微子,Hyper-K能够在这些新物理场景中探索新的参数空间范围。我们发现,Hyper-K具有与即将进行的深层地下中微子实验(DUNE)相当的能力,并且结合基于光束和大气的数据可以清除感兴趣的参数空间中的简并。我们还评论了潜在的改进,在寻找新的物理,如果进行综合分析,使用Hyper-K和DUNE数据。
2017-06-15 hep-ex hep-ph
Neutrino vs. Antineutrino Oscillation Parameters at DUNE and Hyper-Kamiokande
以一种非平凡的、独立于模型的方式来检验三质量中微子范式正确描述自然的假设,是当前和下一代中微子振荡实验的主要目标之一。在未来十年,DUNE和Hyper-Kamiokande实验将能够以前所未有的精度研究中微子和反中微子的振荡。我们探索这些实验的能力,以及它们的组合,以确定是否管理这些振荡的参数是相同的中微子和反中微子,如CPT定理所规定的。我们发现,无论是DUNE和超神冈将是敏感的轻子CPT违反未探测的水平。假设中微子和反中微子的参数是不相关的,我们讨论了这些实验的能力,以确定中微子和反中微子的质量层次,大气混合八分星,CP奇阶段,实验中微子物理计划的三个关键里程碑。此外,如果CPT定理在自然界中以与所有当前中微子和反中微子振荡数据一致的方式被违反,我们发现DUNE和Hyper-Kamiokande有可能最终建立CPT不变性违反。
2017-09-18 hep-ex hep-ph
Disentangling Sub-GeV Dark Matter from the Diffuse Supernova Neutrino Background using Hyper-Kamiokande
本文研究Hyper-Kamiokande探测DSNB时亚GeV暗物质湮灭中微子造成的背景干扰,提出利用信号方向性差异的开关分析方法来缓解该效应。
2022-12-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Searching for Axions from Atmospheric Kaon Decays
Oklahoma State University(俄克拉荷马州立大学)
本研究利用大气层中宇宙射线产生的稀有 kaon 衰变来产生轴子,并通过超级神冈和冰立方探测器数据,对轴子衰变常数在质量高达 350 MeV 范围内给出了新的约束,与现有界限互补。
2026-09-21 hep-ex hep-ph
Nonstandard interactions in solar neutrino oscillations with Hyper-Kamiokande and JUNO
从KamLAND和太阳中微子数据测量太阳中微子质量平方差有些不一致,可能是由于物质中的非标准中微子相互作用。我们发现,太阳中微子的天顶角分布在超神冈和反应堆反中微子的能谱在JUNO可以最终证实的差异,并检测到新的中微子相互作用。
2017-04-16 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Physics Potentials of the Hyper-Kamiokande Second Detector in Korea
Hyper-Kamiokande(Hyper-K)是非常成功的Super-K实验的延续,它将由一个装有26万吨纯净水的大型探测器组成,并配备40%的光覆盖率。Hyper-K的物理课程范围广泛,涵盖粒子物理学到天体物理学和天文学。Hyper-K 1 $^{st}$探测器将在日本建造,2 $^{nd}$探测器将在韩国建造,因为韩国候选场地的基线较长($\sim$ 1,100 km)和覆盖层较大($\sim$ 1,000 m),将2 $^{nd}$探测器放置在韩国可提高物理灵敏度。在这次演讲中,我们介绍了韩国Hyper-K 2 $^{nd}$探测器的概况和物理潜力。
2018-11-16 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Measuring the CP-Violating Phase by a Long Baseline Neutrino Experiment with Hyper-Kamiokande
这是第二十届国际中微子物理与天体物理学会议(Neutrino 2002)和YITP研讨会的贡献论文。
2002-09-11 hep-ph
Will atmospheric neutrino experiment at Hyper-Kamiokande see non-standard interaction effects?
在这次演讲中,我们讨论了检验假设的可能性,该假设已被提出来解释太阳中微子和KamLAND实验的质量平方差之间的紧张关系,通过中微子传播中的非标准风味依赖相互作用,在未来的Hyper-Kamiokande实验中进行大气中微子观测。
2016-10-31 hep-ph
Axion Dark Radiation: Hubble Tension and Hyper-kamiokande Neutrino Experiment
在这项工作中,我们研究了一个超对称轴子模型的暗扇区,包括晚衰变的引力子/轴子暗物质和轴子暗辐射。在早期宇宙中,轴子的标量超伴子(saxion)的衰变会产生大量的熵。附加熵不仅可以稀释引力子/轴子暗物质的残余密度,避免宇宙的过封闭,而且可以放松对暴胀后再加热温度$T_{R}$的约束。同时,由介子衰变产生的轴子暗辐射将增加中微子种类$N_{\rm eff}$的有效数量,这有助于降低宇宙学哈勃张力。在宇宙晚期,长寿命的引力子/轴子暗物质的衰变产生了具有MeV量级动能的轴子。我们研究了在中微子实验中通过逆Primakoff过程$a+A \to γ+ A$寻找高能轴子的可能性。
2022-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Atmospheric Results from Super-Kamiokande
最近的结果从282千吨年的超级神冈探测器暴露于大气中微子。数据时,既适合自己,并结合T2 K和反应堆中微子实验的约束条件显示出一个弱的,虽然微不足道,正常的质量等级的偏好在1西格玛的水平。对无菌中微子振荡的证据的探索导致了对控制它们混合的参数的限制,|U_mu4}|在90% C. L下,^2 <0.041和|U_tau4| ^2 < 0.18。一个类似的寻找违反洛伦兹不变性振荡的指示的研究已经产生了比现有测量更严格的三到七个数量级的限制。此外,在银河系和太阳中暗物质粒子湮灭产生的大气数据中寻找过量中微子的分析对支配它们湮灭和散射的截面施加了严格的限制。
2014-12-17 hep-ex hep-ph
Sensitivity of Hyper-Kamiokande to sub-eV Sterile Neutrinos
Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro(天主教里约热内卢大学)
Hyper-Kamiokande研究了对亚电子惰性中微子的灵敏度,通过分析加速器和大气中微子样本,改进了对惰性中微子参数的限制。
2025-11-08 hep-ph
Implications of a Dark Matter-Neutrino Coupling at Hyper-Kamiokande
暗物质和中微子为粒子物理学的标准模型之外的新物理学提供了两个最令人信服的证据,但它们通常被视为两个不同的部门。在本文中,我们考虑如何中微子可观测量可以用来约束不同的模型的参数空间,其中活跃的中微子与DM通过不同的自旋介质相互作用。首次研究了超神冈探测器对MeV暗物质湮灭产生的中微子的灵敏度。特别是,我们发现,热产生的DM候选人之间的质量15-30兆电子伏可以完全排除。
2018-05-24 hep-ph
Probing the Supersymmetric Grand Unified Theories with Gravity Mediation at the Future Proton-Proton Colliders and Hyper-Kamiokande Experiment
本文详细研究了引力介导超对称破缺的大统一理论,指出Hyper-Kamiokande实验可探测质子衰变以检验GUT标度,而未来100 TeV质子对撞机可通过胶子搜索探测高质量标度模型,为这些实验确立了探测超对称大统一理论的具体科学目标。
2022-08-10 hep-ex hep-ph
Probing the Supersymmetric Grand Unified Theories at the Future Proton-Proton Colliders and Hyper-Kamiokande Experiment
超对称标准模型中的规范耦合统一强有力地蕴涵着大统一理论。通过大沙漠假设,我们证明了超对称大统一理论可以在未来的质子-质子对撞机和超级神冈实验中得到探测。对于GUT标度为$M_{GUT} \le 1.0\times 10^{16}$ GeV的GUT,我们可以在Hyper-Kamiokande实验中通过重规范玻色子交换探测六维质子衰变。此外,对于具有$M_{GUT} \ge 1.0\times 10^{16}$ GeV的大统一理论,我们首次研究了Gaugino和sfermion质量的上界。我们表明,GUTs与异常和规范介导的超对称破缺是在未来的100 TeV pp对撞机,如${\rm FCC}_{\rm hh}$和SppC的范围内,和超对称GUTs与重力介导的超对称破缺可以在未来的160 TeV pp对撞机探测。
2020-07-29 hep-ph
Detectable dimension-6 proton decay in SUSY SO(10) GUT at Hyper-Kamiokande
在具有$O(1)$ TeV SUSY粒子和$O(1)$的最小SUSY SU(5)大统一理论中,或在大统一理论破坏的希格斯场的自耦合之下,6维质子衰变的宽度被抑制在超神冈的范围之下。在本文中,我们指出,一个超对称SO(10)大统一理论,它只采用${\bf 45}_{\rm H}+{\bf 16}_{\rm H}+{\bf \overline{16}}_{\rm H}$的大统一理论打破希格斯场导致一个增强的维度-6质子衰变宽度在超神冈探测。这种增强是因为${\bf 45}_{\rm H}$的SU(5)破缺VEV是由普朗克抑制项$W\propto ({\bf 45}_{\rm H}^2)^2/M_*+{\bf 45}_{\rm H}^4/M_*$引起的,因此比其他守恒SU(5)的VEV要大得多。结果表明,$({\bf 3},{\bf 2},1/6)$ GUT规范玻色子的质量比$({\bf 3},{\bf 2},-5/6)$ GUT规范玻色子的质量小大约$1/5$,并且可以引起快速的6维质子衰变。通过对GUT规范玻色子的阈值修正和GUT破缺的Higgs场的物理分量的数值分析,我们证实了6维质子衰变可以在超神冈的范围之内。
2019-04-26 hep-ph
Impact of unitarity violation on sensitivity of the leptonic CP phase at Hyper-Kamiokande and DUNE
针对Hyper-Kamiokande与DUNE下一代长基线中微子实验,研究幺正性破坏对轻子CP相位测量灵敏度的影响,模拟不同非幺正性场景对比二者的测量表现与参数约束能力。
2025-02-15 hep-ph
Assessment of Super- and Hyper-Kamiokande Sensitivity to the DSNB
Instituto de Física Teórica UAM-CSIC(理论物理研究所(UAM-CSIC));Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Northwestern University(西北大学);Durham University(杜伦大学)
本文评估超级神冈与超神冈探测器对弥散超新星中微子背景的灵敏度,发现超神冈可在十年内实现统计显著的发现,并强调精确处理中微子振荡的重要性。
2026-09-17 hep-ph
Searching for non-diagonal Mass varying mechanism in the $ν_μ$-$ν_τ$ system
我们使用大气中微子数据和MINOS数据来约束MaVaN(质量变化中微子)机制。MaVaN模型主要在宇宙学场景中进行研究,并且来自中微子与依赖于局部物质密度的中性标量的耦合。对于大气中微子,这种新的相互作用会影响中微子在地球内部的传播,从而导致它们的振荡模式发生变化。为了检验质量基中中微子非对角耦合的非标准振荡机制,我们分析了SUPER-Kamiokande实验中观测到的Sub-GeV和multi-GeV范围的大气中微子事件以及MINOS实验中的μ子中微子(反中微子)的角分布。从这两组数据的组合分析中,我们获得了最佳拟合的$Δm^{2}_{32}=2.45 \times 10^{-3}$ eV $^{2}$,$sin^{2}(θ_{23})=0.42 $和MaVaN参数$α_{32}=0.28$与适度的改善,$Δχ^{2}= 1.8$,超过标准振荡的情况。MINOS数据和Super-Kamiokande数据的组合倾向于在$90 \%$ C下的小的MaVaN参数$α_{32} < 0.31 $值。L..
2014-05-27 hep-ph
Constraining CPT violation with Hyper-Kamiokande and ESSnuSB
CPT不变性是自然界中最基本的对称性之一,它在量子场论的形成中起着重要的作用。虽然到目前为止还没有观察到CPT破坏的明确信号,但有许多理由仔细研究各种低能现象,这些现象可以提供更好的探针来测试CPT对称性。在这种情况下,中微子实验预计将提供更严格的界限CPT不变性违反相比,现有的界限从K介子系统。在这项工作中,我们调查的敏感性,即将到来的长基线实验:超神冈(T2 HK,T2 HKK),ESSnuSB和DUNE约束CPT违反参数$Δ(δ_{CP})$,$Δ(m^2_{31})$和$Δ(\sin^2 θ_{23})$,这表明中微子和反中微子振荡参数之间的差异。此外,我们独立地分析中微子和反中微子数据,并通过考虑这些实验(DUNE+ T2 HKK和DUNE+ESSnuSB)的组合来约束支配它们的振荡参数。此外,假设CPT对称性是违反性质,我们研究了个人的能力,上述实验建立CPT违反。我们发现实验Hyper-K(T2 HK,T2 HKK)和ESSnuSB以及DUNE将能够在其建议的运行时中建立CPT违规。
2021-07-29 hep-ph
Moving a Detector to Probe New Neutrino Interactions: IWCD at Hyper-Kamiokande
High Energy Accelerator Research Organization (KEK)(高能加速器研究机构);Graduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)(高级研究大学);The University of Tokyo(东京大学)
本研究提出利用超级神冈探测器的可移动中间水切伦科夫探测器,通过多off-axis位置测量,以中微子非标准相互作用为基准,实现对不同类型中微子非标准相互作用的高灵敏度探测,为区分能量依赖不同的相互作用提供新途径。
2026-08-06 hep-ex hep-ph
New physics from atmosphere: light sgoldstino case
本研究针对低标度超对称破缺模型中大气簇射介子衰变产生轻sgoldstino的情形,利用超级神冈大气中微子数据给出参数空间约束,并估算顶级神冈探测器可探测该模型仍允许的参数空间区域。
2025-03-23 hep-ph
Exploring the Supersymmetric Grand Unified Theories with Gauge Mediation at the Future Proton-Proton Colliders and Hyper-Kamiokande Experiment
School of Mathematics and Physics, Hubei Polytechnic University(湖北理工学院数理学院);School of Physics, Henan Normal University(河南师范大学物理学院);Department of Physics, Federal Urdu University of Arts, Science and Technology(联邦乌尔都艺术、科学与技术大学物理系)
本研究基于大沙漠假设,证明未来质子-质子对撞机与超神冈实验可探测规范传递超对称大统一理论,给出质子寿命与超粒子质量界限,为超对称破缺机制提供线索。
2026-10-06 hep-ph
Exploring Partial $μ$-$τ$ Reflection Symmetry at DUNE and Hyper-Kamiokande
我们研究的起源,后果和可检验性的一个假设的“部分$μ$ - $τ$”的反射对称性。这种对称性预言了$ |U_{μi}|=|U_{τi}|~(i=1,2,3) $对应于轻子混合矩阵$U$的单列。根据这种对称性是否适用于$U$的第一列或第二列,可以获得$θ_{23}$和$ δ_{CP} $之间的不同相关性。这种对称性可以用离散味对称来获得。特别地,SU(3)的所有具有三维不可约表示的C类或D类子群都能导致部分$μ$-$τ$反射对称性.我们展示了如何预测这种对称性相比,在$\sin^2θ_{23} - δ_{CP}$平面的允许区域从中微子振荡数据的全球分析。此外,我们研究的可能性,测试这些对称性在建议的DUNE和超神冈(HK)实验(T2 HK,T2 HKK),通过将$θ_{23}$和$ δ_{CP}$预测的对称性之间的相关性。我们发现,当模拟数据的DUNE和HK的对称性预测拟合,$θ_{23}-δ_{CP}$参数空间得到很大程度上限制附近的CP守恒值的$ δ_{CP} $。最后,我们说明了这些实验的能力,以区分两种情况下,导致部分$μ-τ$对称性,即$|U_{\mu1}| = |U_{τ1}|$和$|U_{μ2}| = |U_{τ2}|$。
2019-02-08 hep-ph
Measuring the CP-violating phase by a long base-line neutrino experiment with Hyper-Kamiokande
We study the sensitivity of a long-base-line (LBL) experiment with neutrino beams from the High Intensity Proton Accelerator (HIPA), that delivers 10^{21} POT per year, and a proposed 1Mt water-Cherenkov detector, Hyper-Kamiokande (HK) 295km away from the HIPA, to the CP phase ( delta_{M N S} ) of the three-flavor lepton mixing matrix. We examine a combination of the nu_mu narrow-band beam (NBB) at two different energies, vev{p_pi}=2, 3GeV, and the bar{nu}_mu NBB at vev{p_pi}=2GeV. By allocating one year each for the two nu_mu beams and four years for the bar{nu}_mu beam, we can efficiently me…
2002-12-26 hep-ph
Searching for Afterglow: Light Dark Matter Boosted by Supernova Neutrinos
本文利用超新星中微子加速的轻暗物质到达地球的飞行时间信息,通过神冈和超级神冈对 SN1987a 的数据给出新的截面约束,并预测了超级神冈探测器对下一颗银河系超新星的探测灵敏度。
2024-05-02 astro-ph.HE hep-ph
Shining Light on Cosmogenic Axions with Neutrino Experiments
虽然迄今为止对宇宙轴子的大多数搜索都集中在它们作为暗物质(组成部分)的冷遗迹上,但各种动机良好的宇宙学来源可以产生“增强”的轴子,这些轴子今天仍然保持相对论性。我们证明,现有的/即将到来的中微子实验,如超级神冈,超级神冈,DUNE,JUNO和IceCube可以探测这种充满活力的轴子遗迹。特征信号是由轴子-光子耦合引起的轴子吸收产生的单能单光子信号。这项建议提供了覆盖的参数范围是补充现有的轴子搜索,并提供了新的机会,发现中微子设施。
2022-09-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Disentangling axion-like particle couplings to nucleons via a delayed signal in Super-Kamiokande from a future supernova
本文提出利用未来邻近超新星中类轴子粒子与质子散射产生的约30 MeV延迟光子信号,在超级神冈等探测器中探测ALP-质子耦合,并结合约7 MeV氧退激发信号区分ALP与质子和中子的耦合。
2024-12-27 astro-ph.CO hep-ph
Searching for Novel Neutrino Interactions at NOvA and Beyond in Light of Large theta_13
我们研究了探测e-tau区中微子非标准相互作用(NSI)的前景,即将进行的长基线nu_mu -> nu_e振荡实验。中微子NSI在几十年前首次被发现,至今仍然引起人们极大的兴趣,特别是在最近SNO、Super-Kamiokande和Borexino对8B太阳中微子的测量中。我们观察到,最近发现的大θ_13意味着长基线实验具有相当大的NSI灵敏度,这要归功于标准和新物理转换振幅的干扰。特别是,在NSI参数空间的某些部分,即将到来的NOvA实验将足够敏感,可以看到仅SM假设的~ 3 sigma偏差。另一方面,NSI在解释NOvA结果时引入了重要的模糊性,如CP违规,质量层次和θ_23的八分圆的测量。特别是,观察到的CP破坏可能是由于来自NSI的相位,而不是真空哈密顿量。拟议的LBNE实验,其较长的~ 1300公里的基线,可能会打破许多这些解释退化。
2012-07-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Neutrino Oscillation Tomography of the Earth with the Hyper-Kamiokande Detector
本研究利用超级神冈探测器的大气中微子振荡数据,基于PREM模型评估地球内核及地幔平均密度偏差的探测灵敏度,并分析能量分辨率、天顶角分辨率及$θ_{23}$的影响,展示了在特定条件下以$2σ$置信水平确定内核密度的能力。
2025-01-27 hep-ex hep-ph
Dips in the Diffuse Supernova Neutrino Background
标量(费米子)暗物质的质量在兆电子伏范围内耦合到普通中微子和另一个费米子(标量)的动机是建立辐射产生的中微子质量和暗物质遗迹密度之间的联系。有了这样的耦合,宇宙超新星中微子在向我们飞来的途中,可能会与背景暗物质粒子发生共振相互作用,从而导致它们的红移积分光谱下降。目前和未来的中微子探测器,如Super-Kamiokande,LENA和Hyper-Kamiokande,可能能够探测到这种扭曲。
2014-01-27 astro-ph.CO hep-ph
$ν$ limits from Super-Kamiokande on dark matter-electron scattering in the Sun
该研究利用 Super-Kamiokande 的大气中微子测量,对太阳内暗物质–电子散射及俘获湮灭设定严格截面限制,并评估 Hyper-K 的未来灵敏度。
2025-03-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Proton annihilation at hadron colliders and Kamioka: high-energy versus high-luminosity
我们研究了质子湮灭为双轻子的模型和前景,这是一个违反重子和轻子数各两的过程。我们确定,目前超级神冈会把最严厉的限制在$pp \rightarrow \ell^+ \ell^+$,排除新的物理低于$\sim 1.6$ TeV的规模。我们也发现现在和未来的强子对撞机对这些过程的敏感性。虽然8 TeV的LHC数据排除了$\sim 800$ GeV以下的新物理,但14 TeV的LHC运行的范围是$\sim 1.8$ TeV,使其与超级神冈的灵敏度相当。另一方面,100 TeV的质子-质子对撞机将对高达10 TeV的质子湮灭敏感,使其远远超过Super-Kamiokande的范围和Hyper-Kamiokande预计的2 TeV范围。来自中子星观测和宇宙学演化的约束是不竞争的。因此,虽然高亮度水切伦科夫实验目前把重子和轻子数违反的领先界限,下一代高能强子对撞机将开始超越他们的灵敏度,一些$B/L$违反过程。
2014-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Neutral-Current Atmospheric Neutrino Flux Measurement Using Neutrino-Proton Elastic Scattering in Super-Kamiokande
最近的研究结果表明,大气$ν_μ$振荡与$δm^2 \simeq 3 \times 10^{-3}$ eV $^2$和$\sin^2{2θ_{atm}} \simeq 1$,并转化为$ν_e$是非常不利的。Super-Kamiokande(SK)合作,使用三种技术的组合,报告说,他们的数据有利于$ν_μ\to ν_τ$超过$ν_μ\to ν_{sterile}$。这种区别对于四中微子模型和宇宙学都是极其重要的。我们建议,中微子-质子弹性散射($ν+ p \to ν+ p$)在水的Čerenkov探测器也可以区分活跃和无菌振荡。这在以前并没有被认为是一个有用的通道,因为只有大约2%的撞击质子高于切伦科夫阈值。然而,在目前的SK数据中,应该有大约40个可识别的事件。我们表明,这些事件具有独特的粒子识别特性,在传入中微子的方向点,并对应于一个狭窄的中微子能量范围(1-3 GeV,在视界附近振荡)。该通道在Hyper-Kamiokande中尤其重要,其中$\sim 40$的速率要高出一倍。我们的研究结果还有其他重要的应用。首先,对于一小部分类似的大气中微子准弹性事件,质子是相对论性的。这唯一地选择了$ν_μ$(而不是$\barν_μ$)事件,有助于理解物质效应,并允许确定中微子能量和方向,有助于振荡的$L/E$依赖性。其次,使用加速器中微子,弹性和准弹性事件与相对论质子可以看到在K2 K …
2003-01-09 hep-ex hep-ph
Search for Non-Standard Interactions by atmospheric neutrino
本文研究了中性流非标准相互作用对大气中微子实验的影响。与anasthenia有很强的约束,从其他实验的参数被忽略,我们展示了这些实验如何把约束的非标准相互作用的其余参数。
2014-05-19 hep-ph
Physics Potential of a Long Baseline Neutrino Oscillation Experiment Using J-PARC Neutrino Beam and Hyper-Kamiokande
Hyper-Kamiokande将是下一代地下水切伦科夫探测器,总(基准)质量为99万(56万)公吨,大约是Super-Kamiokande的20(25)倍。Hyper-Kamiokande的主要目标之一是使用加速器中微子和反中微子束研究轻子扇区中的$CP$不对称性。本文介绍了利用Hyper-Kamiokande探测器和J-PARC质子同步加速器的中微子束进行长基线中微子实验的物理势。分析使用的框架和系统的不确定性来自正在进行的T2 K实验。总暴露量为7.5 MW $\times$,10 $^7$ sec积分质子束功率(对应于具有30 GeV质子束的靶上的$1.56\times10^{22}$质子)与$2.5$度离轴中微子束的比较,预期对于$δ_{CP}$的所有可能值,轻子$CP$相位$δ_{CP}$可以被确定为优于19度,并且$CP$违反可以建立为具有大于$δ_{CP}$参数空间的$76\%$($58\%$)的$3\,σ$($5\,σ$)的统计显著性。使用$ν_e$出现和$ν_μ$消失数据,对于$\sin^2θ_{23}=0.5(0.45)$,$\sin^2θ_{23}$的预期1 $σ$不确定度为0.015(0.006)。
2015-03-31 hep-ex hep-ph
Annihilation signatures of neutron dark decay models in neutron oscillation and proton decay searches
我们指出,两个模型,调和中子寿命异常通过暗衰变的中子,也预测暗物质-中子($\barχ-n$)湮灭,可以观察到的中子-反中子振荡和质子衰变搜索在超级神冈,超级神冈和沙丘。我们研究了$\barχn\to γπ^0$(或多$π^0$)和$\barχn\to ϕγπ^0$(或$ϕ+$多$π^0$)的签名,其中$ϕ$是两种模型中的一种几乎无质量的玻色子。
2019-08-23 hep-ex hep-ph
Boosted dark matter from primordial black holes produced in a first-order phase transition
University of Hawaii at Manoa(夏威夷大学马诺阿分校);National Tsing Hua University(国立清华大学)
研究通过第一阶相变产生原初黑洞,其蒸发增强暗物质流,可能在实验中被探测到,并产生引力波信号。
2025-12-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraints on MeV dark matter using neutrino detectors and their implication for the 21-cm results
EDGES合作的最新结果表明,在再电离时代,原始气体比预期的要冷得多。气体的冷却可以用暗物质(DM)和原始气体中粒子之间的相互作用来解释。来自宇宙学和粒子实验的限制表明,这种DM应该是轻的($\sim$ 10-80 MeV),携带少量电荷($ε\sim 10^{-6}$ - $10^{-4}$),并且只占DM总量的一小部分。已经对DM参数空间进行了若干约束。我们探索的情况下,毫荷电DM占$\sim$ 2\%的总暗物质,但不受约束的区域,通过该DM只湮灭到μ和τ中微子的情况。我们使用Super-Kamiokande数据设定了湮灭截面的上限,并预测了通过Hyper-Kamiokande,JUNO和DUNE可以获得的极限。我们发现,来自超级神冈的数据还不能约束这个模型,但未来的实验可能会。我们进一步探讨DM湮灭到一般的中微子,给出了更新的当前限制,并预测的限制,可以放置在未来的实验。
2018-09-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Axion emission and detection from a Galactic supernova
银河系超新星(SN)轴子信号将在未来的中微子Mton级水切伦科夫探测器中被探测到,例如日本提议的Hyper-Kamiokande。轴子的主要探测通道是水中氧核的吸收。随后的氧气去激发导致潜在的可检测的伽马信号。在这篇文章中,我们提出了一个计算的SN轴子信号,并讨论其可探测性超神冈。
2018-08-13 astro-ph.SR hep-ph
Nucleon Decays into Light New Particles in Neutrino Detectors
本文研究了核子衰变为轻新粒子 $X$ 的实验特征,指出 JUNO 和 DUNE 在探测破坏重子数衰变方面具有独特优势,并提出了一个核子衰变为亚 GeV 惰性中微子的简单模型,在 Super-Kamiokande 中有望产生大量事件。
2025-08-22 hep-ex hep-ph
A Long Baseline Neutrino Oscillation Experiment Using J-PARC Neutrino Beam and Hyper-Kamiokande
Hyper-Kamiokande将是下一代地下水切伦科夫探测器,总(基准)质量为99万(56万)公吨,大约是Super-Kamiokande的20(25)倍。Hyper-Kamiokande的主要目标之一是使用加速器中微子和反中微子束研究轻子扇区中的$CP$不对称性。本文介绍了利用Hyper-Kamiokande探测器和J-PARC质子同步加速器的中微子束进行长基线中微子实验的物理潜力。该分析已从先前的意向书[K. Abe等人,arXiv:1109.3262 [hep-ex]],基于正在进行的T2 K实验获得的经验。总暴露量为7.5 MW $\times$,10 $^7$ sec积分质子束功率(对应于具有30 GeV质子束的靶上的$1.56\times10^{22}$质子)与由J-PARC质子同步加速器产生的$2.5$度离轴中微子束的比较,预期对于$δ_{CP}$的所有可能值,$CP$相位$δ_{CP}$可以被确定为优于19度,并且$CP$违反可以建立为具有大于$δ_{CP}$参数空间的$76%$($58%$)的$3\,σ$($5\,σ$)的统计显著性。
2015-01-18 hep-ex hep-ph physics.ins-det
What can we learn on supernova neutrino spectra with water Cherenkov detectors?
我们调查的精度与超新星中微子光谱可以重建水切伦科夫探测器,特别是大规模的超神冈和超级神冈。为了这个目的,我们考虑准热中微子光谱修改的Mikheev-Smirnov-Wolfenstein效应的情况下正常的顺序。我们进行了三个9自由度的似然分析,包括第一次逆β衰变,然后逆β衰变和弹性散射的电子和最后的第三个分析,也包括中性散射中微子-氧事件的组合。第十个参数被添加到分析中,以解释中性流中微子-氧截面的理论不确定性。在假设Hyper-Kamiokande效率为100%的条件下,我们可以分别以$\sim2\%$和$\sim7\%$ %的精度重建电子反中微子平均能量和箍缩参数,而反中微子积分亮度可以被钉扎在$\sim3\%$ %的水平上.对于μ介子和τ中微子,平均能量和积分亮度可以用$\sim7\%$精确测量。这些结果代表了一个显着的改善方面超级神冈,特别是对箍缩参数定义的电子反中微子光谱。至于电子中微子,发射参数的测定需要增加辅助探测通道。
2017-12-15 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay Signals in Mesogenesis
本文研究Mesogenesis中带重子数暗物质诱导核子衰变的新信号,计算其速率并模拟核效应畸变,评估DUNE、Super-Kamiokande和Hyper-Kamiokande的探测灵敏度。
2024-01-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Non-standard interactions from the future neutrino solar sector
下一代中微子实验朱诺将确定太阳振荡参数- $\sin^2 θ_{12}$和$Δm^2_{21}$ -非常准确,除了测量$\sin^2θ_{13}$,$Δm^2_{31}$和质量排序。与此同时,在Hyper-Kamiokande继续研究太阳中微子将为太阳部门提供补充测量。在本文中,我们解决了预期的敏感性,非普适和味道变化的非标准相互作用(NSI)与$d$型夸克从这两个未来的中微子实验的组合。我们还显示了他们的太阳参数$\sin^2 θ_{12}$和$Δm^2_{21}$在NSI的存在下测量的鲁棒性。我们研究了超神冈探测器的确切实验配置的影响,并得出结论,在这种情况下,它是无关紧要的。最后,我们发现,LMA-D的解决方案预计将存在,如果没有额外的输入从非振荡实验被认为是。
2022-05-12 hep-ex hep-ph
Neutrino Portals, Terrestrial Upscattering, and Atmospheric Neutrinos
本文研究大气中微子在地球内部上行散射产生重中性轻子并在大型探测器中衰变的过程,利用超级神冈数据对10-100 MeV质量范围的偶极耦合给出新约束,并探测了约20 MeV处与陶中微子混合的新参数空间。
2024-09-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searching for MeV-mass neutrinophilic Dark Matter with Large Scale Dark Matter Detectors
针对MeV质量嗜中微子暗物质因湮灭为第三代中微子、传统探测器探测率低的问题,研究指出大规模暗物质探测器可在数十MeV质量段探测该信号,且直接探测实验与新一代中微子探测器的符合信号能为暗物质研究提供新视角。
2025-03-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Scalar-Induced First-Order Phase Transitions with the Diffuse Supernova Neutrino Background
University of Iowa(爱荷华大学);Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校)
本文提出利用弥散超新星中微子背景探测核心坍缩超新星中标量诱导的一阶相变,发现信号依赖中微子质量排序,现有数据已约束参数空间,未来探测器可显著提高灵敏度。
2026-09-18 astro-ph.CO hep-ph
Joint probes of dark matter annihilation from neutrino detectors and CMB targets
School of Physics, Sun Yat-Sen University(中山大学物理学院);Marietta Blau Institute for Particle Physics, Austrian Academy of Sciences(奥地利科学院玛丽埃塔·布劳粒子物理研究所)
提出将中微子有效数目和宇宙微波背景谱畸变作为互补观测量,联合中微子探测器与CMB实验探测MeV-GeV质量暗物质湮灭到中微子的信号。
2026-06-05 astro-ph.CO hep-ph
Searching for dark photons in hyperon decays
无质量的暗光子可能存在,并与下型轻夸克发生变味的磁偶极相互作用,这是一种有吸引力的可能性,可以在各种新物理学场景中实现。它不仅可以在K介子过程中检验,而且可以通过两体超子衰变来检验,其中涉及无质量暗光子携带的丢失能量。我们在简化的模型方法中探索后者,并考虑到来自kaon部门的限制。我们发现,这些超子模式的分支分数允许高达几倍$10^{-4}$。这些数字可能在正在进行的实验(如BESIII)和未来超级魅力tau工厂的实验的敏感范围内。
2020-03-01 hep-ex hep-ph nucl-th
Boosted Self-interacting Dark Matter in a Multi-component Dark Matter Model
在多组分暗物质模型中,如果质量分裂足够大,则暗物质中较轻的组分可以通过较重状态的湮灭而增强。这种相对论性的暗物质可以通过大型中微子探测器如超级神冈和冰立方探测到。此外,如果该过程是非弹性散射并且所产生的粒子的衰变长度足够短,则来自衰变的另一个签名也可以被检测到。本文构造了一个简单的具有U(1)_D规范对称性的两分量暗物质模型,其中较轻的暗物质分量具有改善具有大自相互作用截面的小尺度结构问题的潜力.我们估计的多切伦科夫环事件的数量,由于这两个提升的暗物质和随后的衰变的粒子产生的非弹性散射在超神冈未来的实验。一些相关的限制,如暗物质直接探测和宇宙学观测,也被考虑在内。数值分析表明,在一定的参数空间中,只要能产生较大的自相互作用截面,就能在每年的时间内产生少量的多切伦科夫环事件。
2018-10-15 hep-ph
Diffuse Neutrino Signals from Dark Stars Seeding Super-Massive Black Holes
该研究证明暗星产生的弥散中微子通量可被现有实验观测,能量达数百MeV,为探测超大质量黑洞前身提供新窗口,并利用超级神冈和冰立方数据建立了对暗星及其暗物质湮灭的首个约束。
2025-05-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Constraints and Projections for Millicharged Dark Matter in the Sun with Water Cherenkov Neutrino Detectors
Stockholm University(斯德哥尔摩大学);The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics(奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心)
研究利用水切伦科夫探测器(Super-Kamiokande和Hyper-Kamiokande)搜索太阳中捕获的微电荷暗物质湮灭产生的中微子,在轻质量区域(5-28 GeV)补充IceCube的约束,并将暗物质丰度下限压低至约5×10⁻⁶。
2026-06-08 astro-ph.HE hep-ph
Non-Canonical Nucleon Decays as Window into Light New Physics
本研究指出非经典核子衰变可用于探测GeV级以下的轻新物理粒子,提出基于可见衰变末态动量的通用探测策略,为现有及未来的中微子实验开辟了新的物理研究方向。
2024-07-10 hep-ex hep-ph
Searching for scalar field dark matter with hyperfine transitions in alkali atoms
本文研究了标量场暗物质导致基本常数振荡从而在原子中引发超精细跃迁的机制,计算了磁偶极超精细跃迁概率,并提出一种可探测质量在1-100 μeV范围内的标量场和轴子暗物质的实验方案。
2022-11-02 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph