Improved measurement of solar neutrinos from the Carbon-Nitrogen-Oxygen cycle by Borexino and its implications for the Standard Solar Model
我们提出了一个改进的测量CNO太阳中微子在地球上的相互作用率与完整的Borexino第三阶段数据集。测得的速率R $_{\rm CNO}$ = $6.7^{+2.0}_{-0.8}$计数/（日$ \cdot$ 100吨），允许我们排除CNO信号的缺失，约7 $σ$ C.L.相应的CNO中微子通量是$6.6^{+2.0}_{-0.9} \times 10^8$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，考虑到中微子味转换。我们使用新的CNO测量来评估太阳中的C和N丰度与H丰度的第一次与太阳中微子。我们的结果$N_{\rm CN}$ = $(5.78^{+1.86}_{-1.00})\times10^{-4}$显示了一个$\sim$ 2 $σ$张力与“低金属丰度”光谱光球测量。另一方面，我们的结果与同样由Borexino测量的$^7$ Be和$^8$ B太阳中微子通量一起使用，允许在3.1 $σ$ C. L.处不利。“低金属量”SSM B16-AGSS 09 met作为“高金属量”SSM B16-GS 98的替代品。
2022-05-31 astro-ph.SR hep-ex
Borexino
Borexino是一个巨大的量热液体闪烁探测器，其安装已在Gran Sasso地下实验室完成。实验的重点是直接和实时测量太阳中$^{7}Be$电子捕获反应产生的中微子通量。此外，最近关于通过适当的排斥技术减少$^{11}C$背景的研究表明，有可能在PEP和CNO太阳中微子的能量区域打开一个有趣的额外观测窗口。除了太阳中微子计划之外，该探测器还将成为一个强大的超新星反中微子观测站，以及地中微子观测站，从核反应堆的非常低的背景中获益。
2006-09-07 hep-ex
First evidence of pep solar neutrinos by direct detection in Borexino
我们第一次观测到了1.0-1.5 MeV能量范围内的太阳中微子。我们测量了Borexino中pep太阳中微子相互作用的速率为[3.1+-0.6（stat）+-0.3（syst）]计数/（天× 100吨），并提供了CNO太阳中微子相互作用速率<7.9计数/（天× 100吨）的限制（95% C.L.）。在99. 97% C.L.没有太阳中微子信号是不利的，而在98%C. L.下不存在pep信号是不利的。这种前所未有的灵敏度是通过采用新颖的数据分析技术来拒绝宇宙成因11 C（1-2 MeV区域的主要背景）而实现的。假设太阳中微子振荡的MSW-LMA解，这些值对应于太阳中微子通量[1.6+-0.3 x10 ^8 cm^-2s-1和7.7 × 10^8 cm^-2s-1（95% C. L），与标准太阳模型一致。这些结果代表了PEP中微子通量的第一次测量和CNO太阳中微子通量的最强约束。
2011-10-14 astro-ph.SR hep-ex
Recent results on pp-chain solar neutrinos with the Borexino detector
测量所有中微子成分是检验标准太阳模型（SSM）的最直接方法。尽管到目前为止已经取得了很大的成果，但像太阳金属丰度这样的重要问题仍然没有解决。对太阳pp链和CNO循环的精确测量将解决太阳高（HZ）和低（LZ）金属丰度组成之间的争议。太阳中微子允许确定振荡参数，特别是$θ_{12}$混合角，并在较小程度上的$Δm^2_{12}$质量分裂。此外，作为中微子能量的函数的电子中微子的生存概率Pee的测量允许一个直接探测的MSW-LMA机制的中微子振荡在这项工作中，我将报告的第一个同时精确的光谱测量的完整的PP链和它的影响太阳和中微子物理与Borexino探测器。
2019-01-16 astro-ph.SR hep-ex physics.ins-det
Borexino results on neutrinos from the Sun and Earth
Borexino是一个280吨重的液体闪烁体探测器，位于意大利Gran Sasso的Nazionali。自2007年5月开始收集数据以来，它已经提供了来自各种来源的低能中微子的几次测量结果。其成功的基础在于前所未有的放射性纯度和广泛的热稳定性，这两者都是多年合作的结果。太阳中微子，在太阳核心的氢氦聚变中释放出来，对于理解我们的恒星以及中微子的性质非常重要。Borexino是唯一一个通过探测\emph{pp}、$^7$ Be、\emph{pep}和$^8$ B太阳中微子完成了\emph{pp}链太阳中微子（除了在$10^{-5}$水平上贡献总通量的\emph{hep}中微子）光谱学的实验，并通过实验证实了太阳中CNO聚变循环的存在。Borexino还探测到了地中微子，即地球内部长寿命放射性元素衰变产生的反中微子，可以作为一种新的独特工具来研究我们的星球。本文回顾了最近Borexino的太阳和地中微子的结果，从突出的分析的关键要素的讨论和解释的结果中微子，太阳和太阳物理。
2021-05-28 hep-ex
Solar Neutrinos in 2011
我给一个概述的最新进展，在太阳中微子领域。本文重点介绍了Borexino探测器，它揭示了5 MeV以下的太阳中微子谱，为太阳中微子振荡提供了新的检验和确认。我报告的最新测量的8B太阳中微子通量的水切伦科夫和有机闪烁体探测器。本文综述了Borexino对7Be太阳中微子通量的精确测量及其昼夜不对称性的研究。介绍Borexino关于PEP和CNO中微子的最新研究结果。最后，讨论了太阳中微子实验中存在的问题和今后的研究方向。
2012-01-30 astro-ph.SR hep-ex
Status of Direct Determination of Solar Neutrino Fluxes after Borexino
基于Borexino最终数据，通过全球分析确定太阳中微子通量，并与标准太阳模型预测比较，量化了模型比较对CNO循环通量归一化及通量集合选择的依赖性。
2024-02-10 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Recent Borexino results and prospects for the near future
Borexino实验位于格兰萨索国家实验室，是一个有机液体闪烁体探测器，用于低能太阳中微子的实时光谱学。第一阶段（2007 - 2010年）的数据采集使得第一次独立测量7 Be，8B和PEP通量以及第一次测量来自地球的反中微子。经过对闪烁体的纯化，Borexino自2011年以来一直处于第二阶段。我们在这里回顾了2013年期间取得的最新成果，涉及7 Be信号的季节性调制，宇宙成因背景的研究和最新的地球中微子测量。我们还回顾了即将到来的测量从第二阶段的数据（PP，PEP，CNO）和项目SOX致力于研究无菌中微子通过使用51 Cr中微子源和144 Ce-144 Pr反中微子源放置在靠近活性材料。
2014-05-30 hep-ex physics.ins-det
Solar neutrino with Borexino: results and perspectives
Borexino是一种独特的探测器，由于其放射性背景水平低，能够在1 MeV或以下的能量范围内测量太阳中微子通量。它是在LNGS地下实验室建造的，目标是以5%的精度测量太阳$^{7}$ Be中微子通量。这一目标已经成功实现，标志着第一阶段实验的结束。在第一阶段，还进行了其他一些重要的太阳中微子通量测量。最近，该合作成功地进行了液体闪烁体再净化活动，旨在减少亚MeV能量范围内的主要污染物。随着新的放射性纯度水平，Borexino可以改进现有的和挑战一些新的测量，包括：改进太阳和地球中微子通量测量的结果;测量pp和CNO太阳中微子通量;寻找中微子的非标准相互作用;在SOX项目的背景下，用人工中微子源研究短基线上的中微子振荡（寻找无菌中微子）。
2014-10-03 hep-ex physics.ins-det
Solar Neutrino Measurements
我们目前的最新结果，从两个目前正在运行的太阳中微子实验，Borexino在Gran Sasso实验室在意大利和SuperK在日本神冈矿。SuperK发布了迄今为止最精确的8B太阳中微子相互作用率的测量结果，精度优于2%，与十多年来恒定的太阳中微子发射相一致。Borexino已经发布了pp聚变链中产生的所有中微子的精确测量结果。这是第一次，一个探测器一次测量了整个太阳中微子范围。这些新的数据微弱地支持高金属量的太阳。本文讨论了用Borexino测量CNO太阳中微子的前景，并对这一领域作了简要的展望。
2018-12-05 astro-ph.SR hep-ex nucl-ex
Identification of the cosmogenic $^{11}$C background in large volumes of liquid scintillators with Borexino
宇宙成因放射性核是低能中微子实验的重要本底源。在Borexino中，宇宙成因的$^{11}$ C衰变的数量大约是太阳$pep$和CNO中微子事件的十倍。这种背景的高效识别是这些中微子分析的强制性要求。我们在这里提出的最巩固的战略，在整个Borexino太阳中微子测量的细节。它的关键在于找到$^{11}$ C衰变、前面的母体μ子和伴随的中子之间的时空相关性。本文介绍了工作原理，并评估了这种三重巧合（TFC）技术在其目前的两种实现方式：硬切和基于可能性的方法的性能。在Borexino II期（2012-2016）和III期（2016-2020）数据集中，两种方法均表现出稳定的性能，$^{11}$ C标记效率为$\sim$ 90%，标记后暴露量的存活率为$\sim$ 63- 66%。我们还提出了一种新的技术，专门针对$^{11}$ C产生的高多样性，在主要的sparketing事件。这样的$^{11}$ C表现为事件的突发，其时空相关性可以被利用。爆发识别可以与TFC组合以获得$\sim$ 90%的大约相同的标记效率，但是具有更高的暴露存活分数，在$\sim$ 66- 68%的范围内。
2021-10-01 hep-ex physics.ins-det
Sensitivity of a low threshold directional detector to CNO-cycle solar neutrinos
对太阳CNO聚变循环中中微子的首次测量将有助于解决当前太阳金属丰度问题。这些低能量中微子的检测需要一个低阈值的检测器，而在感兴趣的区域的放射性背景的歧视显着增强通过定向灵敏度。这种组合可以在水基液体闪烁体靶中实现，其提供超过标准水切伦科夫探测器的增强的能量分辨率。我们研究了这样的探测器的灵敏度CNO中微子在各种探测器和背景的情况下，并得出这样的探测器成功地测量CNO中微子通量的要求的结论。设计用来测量CNO中微子的探测器也可以实现对PEP中微子的百分之几的测量。
2018-06-04 astro-ph.SR hep-ex nucl-ex
CNO Neutrino Grand Prix: The race to solve the solar metallicity problem
几个下一代实验的目标是对来自碳-氮-氧（CNO）太阳聚变循环的中微子通量进行首次测量。我们计算这些实验需要运行多长时间，才能以足够的精度测量这种通量，以告诉我们太阳核心的金属含量，从而帮助解决太阳金属丰度问题。对于中微子-电子散射的实验，我们发现SNO+在其纯闪烁体模式下五年后将以足够的精度测量CNO中微子通量，前提是其$^{210}$ Bi背景测量精度为1%。相比之下，像Argo这样的100吨级液氩实验在Gran Sasso实验室需要10年，在SNOLAB或锦屏实验室需要5年。Borexino可以在10年内获得这种精度，但这种预测对背景假设非常敏感。对于中微子-核散射的实验，低阈值固态探测器（采用锗或硅）的前景最好。这就需要新的技术来降低实验阈值，使其接近于探测单个电子-空穴对，并使曝光量超出下一代暗物质探测器的预期。
2018-04-04 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
A step toward CNO solar neutrinos detection in liquid scintillators
超纯液体闪烁体探测器中CNO太阳中微子的探测受到Bislonium-210核产生的背景的限制，Bislonium-210核经历β衰变为钋-210，寿命约为7天。钋-210核不稳定，衰变寿命约为200天，释放出也可以检测到的α粒子。在这封信中，我们表明，Bi-210的背景，可以通过查看的时间演变的α衰变率的Po-210，提供的α粒子探测效率是稳定的数据采集期间和外部来源的Po-210可以忽略不计。可以在相对短的时间内获得足够的精度。例如，如果初始Po-210事件率为2000 cpd/100吨或更低，则Borexino类探测器可以在大约1年内开始从Bi-210背景中识别CNO中微子信号。
2011-04-07 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Solar neutrino physics with Borexino I
Borexino是一种大容量液体闪烁体探测器，安装在意大利Gran Sasso国立博物馆的地下大厅。经过几年的建设，数据采集于2007年5月开始。Borexino第一阶段在大约三年的数据采集后结束。Borexino提供了第一个实时测量的$^{7}$ Be太阳中微子相互作用率的精度优于5%，并证实了它的昼夜不对称性的1.4%的精度。仅后一个Borexino结果就否定了太阳中微子振荡参数在8.5 $σ$ C. L以上的低区。结合其他太阳中微子数据，Borexino测量隔离的中微子振荡的MSW-LMA解决方案，而不假设CPT不变性的中微子部门。Borexino还直接观测到了1.0-1.5 MeV能量范围内的太阳中微子，这是$pep$太阳中微子信号的第一个直接证据，也是迄今为止CNO太阳中微子通量最强的约束。Borexino提供了太阳$^{8}$ B中微子速率的测量，能量阈值为3 MeV。
2012-05-14 astro-ph.SR hep-ex
Final results of Borexino Phase-I on low energy solar neutrino spectroscopy
Borexino自2007年5月以来一直在LNGS运行，主要目标是探测太阳中微子。该探测器是一个大型的、未分段的液体闪烁体量热计，其特征是前所未有的低水平的固有放射性，它被优化用于研究光谱的较低能量部分。在第一阶段（2007-2010年），Borexino首次探测到并精确测量了7 Be太阳中微子的通量，排除了它们相互作用速率的任何明显的昼夜不对称性，首次直接观测到pep中微子，并为CNO中微子的通量设定了最严格的上限。在本文中，我们讨论了信号特征，并提供了一个全面的描述的背景，量化他们的事件率，描述的方法，他们的识别，选择或减法，并描述数据分析。主要特点是广泛的原位校准程序，使用放射源，详细的建模的检测器响应，能够定义一个最里面的基准体积与极低的背景，通过软件切割，以及良好的脉冲形状的闪烁体，允许粒子识别的歧视能力。我们报告的年度调制的7 Be中微子相互作用率的测量。观测到的调制的周期、振幅和相位与这些事件的太阳起源相一致，并且在高于99%C. L.在中微子振荡物理和太阳模型的背景下，第一阶段的结果的物理意义。
2014-05-20 hep-ex physics.ins-det
Independent determination of the Earth's orbital parameters with solar neutrinos in Borexino
自2012年初以来，Borexino合作一直在报告对太阳中微子通量的精确测量，这些中微子通量是在质子-质子链和碳-氮-氧循环中发射的。在Borexino数据采集的第二阶段和第三阶段中实现的实验灵敏度使得有可能探测到由于地球轨道偏心率引起的太阳中微子相互作用速率的年度调制，其统计显著性大于5 $σ$。这是第一次完全基于太阳中微子对地球轨道参数进行精确测量，也是Borexino信号的太阳起源的额外特征。还报道了Borexino太阳中微子探测率时间序列的完整周期图，探索了一个周期/年和一个周期/天之间的频率。没有发现其他显著的调制频率。目前的结果是唯一可能的Borexino的十年之久的高精度太阳中微子探测。
2022-04-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Alive and well: a short review about standard solar models
标准太阳模型（SSM）为许多研究领域提供了参考框架：太阳和恒星模型、太阳中微子、粒子物理学（其中最引人注目的）。在过去的十年里，SSM提供的太阳整体性质的物理描述的准确性受到了恒星光谱技术的一些发展的挑战。在同一时期，太阳中微子实验，特别是Borexino，测量了来自pp链的四种太阳中微子通量，这些中微子与太阳产生的99%的核能有关。Borexino还对CNO能量产生设定了最严格的限制，仅比SSM预测的大$\sim 40\%$。最近，第一次，辐射不透明度实验已经在非常类似于那些在太阳对流信封底部的条件下进行。在这篇文章中，我们回顾了这些发展，并讨论了SSM的现状，包括其内在的局限性。
2016-01-26 astro-ph.SR hep-ex
Experimental evidence of neutrinos produced in the CNO fusion cycle in the Sun
对于大多数恒星来说，它们的燃料是通过两个理论上很好理解的过程，即$pp$链和CNO循环，将氢聚变成氦。在太阳核心的这种融合过程中释放出的中微子是对恒星内部深处的唯一直接探测。\cite{bib:Nature-2018}已经完成了对产生约99%太阳能的{ \it pp}链中微子的完整光谱分析。在这里，我们报告的直接观察，具有很高的统计意义，在太阳的CNO循环中产生的中微子。这是通过位于意大利Gran Sasso地下实验室的前所未有的放射纯大容量液体闪烁体Borexino探测器获得的这一过程的第一个实验证据。这项实验工作的主要困难是确定由于CNO中微子相互作用超过背景，每天每100吨目标的几个计数的过量。一种限制\bi污染闪烁体速率的新方法依赖于过去5年实现的探测器热稳定性。在CNO循环中，氢聚变是由碳（C）-氮（N）-氧（O）催化的，因此它的速率以及发射的CNO中微子的通量直接取决于太阳核心中这些元素的丰度。因此，这一结果为利用CNO中微子直接测量太阳金属丰度铺平了道路。虽然这一结果量化了太阳中CNO聚变的相对贡献为1%，但这一过程在大质量恒星的能量产生中占主导地位。宇宙中恒星将氢转化为氦的主要机制已经被证实。
2021-07-22 astro-ph.IM astro-ph.SR hep-ex
Does the Sun Shine by pp or CNO Fusion Reactions?
我们发现，太阳中微子实验设定了一个上限为7.8%（7.3%，包括最近的KamLAND测量）的能量，太阳产生的部分通过CNO聚变循环，这是一个数量级的改进后，以前的限制。需要新的实验来检测CNO中微子，这相当于标准太阳模型预测的太阳光度的1.5%由CNO循环产生。
2002-12-15 astro-ph hep-ex hep-ph
Simultaneous Precision Spectroscopy of $pp$, $^7$Be, and $pep$ Solar Neutrinos with Borexino Phase-II
我们提出了第一个同时测量的相互作用率的$pp$，$^7$ Be，和$pep$太阳中微子进行全球拟合Borexino数据在扩展的能量范围（0.19-2.93）$\,$ MeV。该结果是通过分析1291.51 $\,$天的Borexino第二阶段数据获得的，这些数据是在广泛的闪烁体纯化活动后于2011年12月至2016年5月期间收集的。我们发现：率（$pp$）$\,$ = $\,$ $134$ $\,$ $\pm$ $\,$ $10$ $\,$（$stat$）$\,$ $^{\rm +6}_{\rm -10}$ $\,$（$sys$）$\,$ cpd/100 $\,$ t，率（$^7$ Be）$\,$ = $\,$ $48.3$ $\,$ $\pm$ $\,$ $1.1$ $\,$（$stat$）PDMATHAMP $^{\rm +0.4}_{\rm -0.7}$ PDMATHAMP（$sys$）$\,$ cpd/100 $\,$ t，和速率（$pep$）$\,$ = $\,$ $2.43$ $\pm$ $\,$ $0.36$ $\,$（$stat$）$^{+0.15}_{-0.22}$ $\,$（$sys$）$\,$ cpd/100 $\,$ t.这些数字与我们以前的测量结果一致，并提高了测量精度。特别是，$^7$ Be $ν$的相互作用率以前所未有的2. 7%的精度测量，这表明高金…
2019-12-20 astro-ph.SR hep-ex
Solar fusion cross sections II: the pp chain and CNO cycles
我们总结和批判性地评估现有的数据核聚变截面重要的能源发电在太阳和其他氢燃烧的恒星和太阳中微子的生产。给出了关键截面的推荐值和不确定度，并给出了8 B太阳中微子的推荐谱。我们还讨论了进一步提高关键速率精度的机会，包括新的设施，新的实验技术和理论上的改进。这篇综述总结了2009年1月在西雅图核理论研究所举行的一次研讨会的结论，旨在作为《现代物理学评论》70（1998）1265的10年更新和补充。
2010-10-10 astro-ph.SR hep-ex nucl-ex
Homestake result, sterile neutrinos and low energy solar neutrino experiments
Homestake的结果比太阳中微子问题的LMA MSW解预测的Ar产生率Q_{Ar}低约2 σ。在SNO和Super-Kamiokande中，在低能量下也没有明显的能谱（R \equiv N_{obs} / N_{SSM}）的上升。这两个事实都可以解释，如果存在一个轻的无菌中微子，Δm^2_{01} ~（0.2 - 2）\cdot 10^{-5} eV^2，它与活性中微子\sin^2 2α~（10^{-5}-10 ^{-3}）非常微弱地混合。本文对具有LMA参数的两个活跃中微子和一个弱混合惰性中微子系统中的转换效应进行了解析和数值研究。在E =（0.5 - 5）MeV的中间能量范围内，不育中微子的存在导致存活几率下降，从而抑制了Be，或/和pep，CNO以及B电子中微子通量。除了减少Q_{Ar}之外，它还导致Ge产生速率的降低，并可能导致BOREXINO信号和SNO处的CC/NC比的降低。SNO、SK、BOREXINO和KamLAND以及新的低能实验对太阳中微子的未来研究将使我们能够检查这种可能性。我们提出了一个一般性的分析修改的LMA能量分布由于混合新的中微子状态。
2004-03-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Testing the three massive neutrino paradigm: Constraints on Neutrino Properties and Interactions from Recent Experimental Data
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
本研究通过分析最新实验数据，探讨中微子性质和相互作用，确定三种味振荡范式，并排除非常规相互作用区域，为未来实验提供方向。
2026-01-31 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Neutrino Physics around MeV Energies
我们提出了一个简短的内容广泛的主题，太阳，反应堆，地球和超新星中微子（但不排除可能的偏见），其中包括会议的主题“中微子物理学周围MeV能源”在NOW2006年。与天真的期望相反，该领域被发现在改善现有探测器的性能方面非常活跃，并为不久的将来的发展做准备。前者包括SNO 3He探测器的优异性能，SK III的成功重建，以及KamLAND的新“4pi”校准。这些实验的下一个数据发布将非常令人兴奋。后者包括降低SK III阈值的努力，KamLAND的净化，使地球中微子观测变得更加清洁，以及即将进行的7Be中微子测量BOREXINO和KamLAND。超新星遗迹中微子和theta_{13}的非零效应的可能探测将给我们带来巨大的兴奋。此外，改进的太阳大气中重元素丰度的新测量导致太阳模型具有更低的CNO ν通量，与日震学不一致，从而为我们带来了新的太阳之谜。
2006-12-25 hep-ex hep-ph
Feasibility of a directional solar neutrino measurement with the CYGNO/INITIUM experiment
本文研究了利用CYGNO/INITIUM时间投影室探测器通过中微子-电子弹性散射进行太阳中微子方向性测量的可行性，表明O(10) m3体积即可低阈值观测pp链中微子，更大体积有望测量CNO循环并解决太阳金属丰度问题。
2024-08-07 hep-ex physics.atom-ph physics.ins-det
Solar Neutrinos: Status and Prospects
我们描述了太阳中微子测量和理论的现状-中微子物理学和太阳天体物理学-用于解释测量。最近的重要进展包括Super-Kamiokande确定8B中微子的中微子-电子弹性散射率为3%;最新的SNO全球分析，其中包括SNO I和II的低能数据，大大缩小了中微子混合角θ 12的允许值范围; 7Be和pep中微子通量的Borexino结果，第一次直接测量限制了太阳中ppI和ppII燃烧的速率;对太阳中微子数据进行全球再分析，其中考虑到关于θ 13的新反应堆结果;对pp链和CNO循环的核物理学进行新的十年评价，确定太阳模型核微物理学输入的最佳值和不确定性;认识到太阳金属丰度的两次测试之间出现的差异，太阳内部声速的日震映射，以及根据我们目前对太阳光球的最佳描述对金属光吸收线的分析;进行新一轮的标准太阳模型计算，使之与日震学或新的光球分析相一致;并且，受太阳丰度问题的激励，发展非标准的、吸积的太阳模型，以研究原太阳盘中发生的金属分离的可能后果。我们回顾了这一进展，并描述了SNO+等新实验如何帮助我们进一步利用中微子作为恒星内部的独特探测器。
2012-08-28 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
