Sensitivity to light sterile neutrino mixing parameters with KM3NeT/ORCA
S. Aiello, A. Albert, M. Alshamsi, S. Alves Garre, Z. Aly, A. Ambrosone, F. Ameli, M. Andre, G. Androulakis, M. Anghinolfi, M. Anguita, G. Anton, M. Ardid, S. A… 展开作者
S. Aiello, A. Albert, M. Alshamsi, S. Alves Garre, Z. Aly, A. Ambrosone, F. Ameli, M. Andre, G. Androulakis, M. Anghinolfi, M. Anguita, G. Anton, M. Ardid, S. Ardid, J. Aublin, C. Bagatelas, B. Baret, S. Basegmez du Pree, M. Bendahman, F. Benfenati, E. Berbee, A. M. van den Berg, V. Bertin, S. Biagi, M. Bissinger, M. Boettcher, M. Bou Cabo, J. Boumaaza, M. Bouta, M. Bouwhuis, C. Bozza, H. Brânzaş, F. Bretaudeau, R. Bruijn, J. Brunner, R. Bruno, E. Buis, R. Buompane, J. Busto, B. Caiffi, D. Calvo, S. Campion, A. Capone, V. Carretero, P. Castaldi, S. Celli, M. Chabab, N. Chau, A. Chen, S. Cherubini, V. Chiarella, T. Chiarusi, M. Circella, R. Cocimano, J. A. B. Coelho, A. Coleiro, M. Colomer Mollac, R. Coniglione, P. Coyle, A. Creusot, A. Cruz, G. Cuttone, R. Dallier, B. De Martino, M. De Palma, I. Di Palma, A. F. Díaz, D. Diego-Tortosan, C. Distefano, A. Domi, C. Donzaud, D. Dornic, M. Dorr, D. Drouhin, T. Eberl, A. Eddyamoui, T. van Eeden, D. van Eijk, I. El Bojaddaini, D. Elsaesser, A. Enzenhofer, V. Espinosa, P. Fermani, G. Ferrara, M. D. Filipovic, F. Filippini, L. A. Fusco, T. Gal, J. Garcıa Mendez, A. Garcia Soto, F. Garufi, Y. Gatelet, N. Geisselbrecht, L. Gialanella, E. Giorgio, S. R. Gozzini, R. Gracia, K. Graf, G. Grella, D. Guderian, C. Guid, M. Gutierrez, J. Haefner, S. Hallmann, H. Hamdaoui, H. van Haren, A. Heijboer, A. Hekalo, L. Hennig, J. J. Hernandez-Rey, J. Hofestadt, F. Huang, W. Idrissi Ibnsalih, G. Illuminati, C. W. James, M. de Jong, P. de Jong, B. J. Jung, M. Kadler, P. Kalaczynski, O. Kalekin, U. F. Katz, N. R. Khan Chowdhury, G. Kistauri, F. van der Knaap, P. Kooijman, A. Kouchner, V. Kulikovskiy, R. Lahmann, M. Lamoureux, G. Lara, G. Larosa, C. Lastoria, R. Le Breton, S. Le Stum, O. Leonardi, F. Leone, E. Leonora, N. Lessing, G. Levi, M. Lincetto, M. Lindsey Clark, T. Lipreau, F. Longhitano, D. Lopez-Coto, A. Lygda, L. Maderer, J. Mańczak, K. Mannheim, A. Margiotta, A. Marinelli, C. Markou, L. Martin, J. A. Martínez-Mora, A. Martini, F. Marzaioli, S. Mastroianni, K. W. Melis, G. Miele, P. Migliozzi, E. Migneco, P. Mijakowski, L. S. Miranda, C. M. Mollo, M. Moser, A. Moussa, R. Muller, M. Musumeci, L. Nauta, S. Navas, C. A. Nicolau, B. Nkosi, B. Ó Fearraigh, M. O'Sullivan, M. Organokov, A. Orlando, J. Palacios González, G. Papalashvili, R. Papaleo, C. Pastore, A. M. Păun, G. E. Păv ălaş, C. Pellegrino, S. Peña Martínez, M. Perrin-Terrin, V. Pestel, P. Piattelli, C. Pieterse, O. Pisanti, C. Poirè, V. Pontoriere, V. Popa, T. Pradier, I. Probst, G. Pühlhofer, S. Pulvirenti, N. Randazzo, S. Razzaque, D. Real, S. Reck, G. Riccobene, A. Romanov, A. Rovelli, F. Salesa Greus, D. F. E. Samtleben, A. Sánchez Losa, M. Sanguineti, A. Santangelo, D. Santonocito, P. Sapienza, J. Schnabel, M. F. Schneider, J. Schumann, H. M. Schutte, J. Seneca, I. Sgura, R. Shanidze, A. Sharma, A. Sinopoulou, B. Spisso, M. Spurio, D. Stavropoulos, S. M. Stellacci, M. Taiuti, F. Tatone, Y. Tayalati, T. Thakore, H. Thiersen, S. Tingay, S. Tsagkli, V. Tsourapis, E. Tzamariudaki, D. Tzanetatos, V. Van Elewyck, G. Vasileiadis, F. Versari, D. Vivolo, G. de Wasseige, J. Wilms, R. Wojaczyński, E. de Wolf, T. Yousfi, S. Zavatarelli, A. Zegarelli, D. Zito, J. D. Zornoza, J. Zúñiga, N. Zywucka
KM 3 NeT/ORCA是为大气中微子振荡研究而优化的下一代中微子望远镜。本文给出了ORCA对3+1模型中轻不育中微子存在的灵敏度。经过三年的数据采集,ORCA将能够探测活跃-无菌混合角$θ_{14}$、$θ_{24}$、$θ_{34}$和有效角$θ_{μe}$,在广泛的质量平方差$Δm^2_{41} \sim [10^{-5}, 10]$ $\rm{eV}^2$范围内,允许测试eV质量无菌中微子假说作为短基线异常的起源,以及探测非常轻的无菌中微子假说,尚未受到宇宙学的约束。ORCA将能够探索目前测量尚未达到的参数空间的相关部分。
英文摘要:
KM3NeT/ORCA is a next-generation neutrino telescope optimised for atmospheric neutrino oscillations studies. In this paper, the sensitivity of ORCA to the presence of a light sterile neutrino in a 3+1 model is presented. After three years of data taking, ORCA will be able to probe the active-sterile mixing angles $θ_{14}$, $θ_{24}$, $θ_{34}$ and the effective angle $θ_{μe}$, over a broad range of mass squared difference $Δm^2_{41} \sim [10^{-5}, 10]$ $\rm{eV}^2$, allowing to test the eV-mass sterile neutrino hypothesis as the origin of short baseline anomalies, as well as probing the hypothesis of a very light sterile neutrino, not yet constrained by cosmology. ORCA will be able to explore a relevant fraction of the parameter space not yet reached by present measurements.
Search for an eV-scale sterile neutrino with the first six detection units of KM3NeT/ORCA
Università di Firenze(佛罗伦萨大学);INFN, Sezione di Firenze(意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部);Université de Strasbourg(斯特拉斯堡大学);CNRS, IPHC UMR 7178(法国国家科学研究中心高能物理研究所);Université de Haute Alsace(上阿尔萨斯大学);Khalifa University of Science and Technology(哈利法科学技术大学);Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM(艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心/欧洲粒子物理研究所,粒子物理中心);IFIC - Instituto de Física Corpuscular (CSIC - Universitat de València)(基本粒子物理研究所(瓦伦西亚大学与西班牙高等科学研究理事会));INFN, Sezione di Roma(意大利国家核物理研究所罗马分部);Universitat Politècnica de Catalunya(加泰罗尼亚理工大学);Subatech, IMT Atlantique, IN2P3-CNRS, Nantes Université(南特大学亚原子物理与技术实验室,大西洋理工学院,法国国家科学研究中心/欧洲粒子物理研究所);Universitat Politècnica de València(瓦伦西亚理工大学)
Search for the sterile neutrino mixing with the ICAL detector at INO
这项研究是在印度中微子天文台(INO)用磁化铁热量计(ICAL)探测无菌中微子混合的前景上进行的,使用大气中微子作为源。我们考虑了活跃-惰性中微子混合的3~ $+$ ~1方案,得到了惰性中微子质量和混合角平面上的排斥曲线。分析是使用中微子事件发生器NUANCE,修改为ICAL,并折叠的探测器分辨率从一个完整的GEANT 4为基础的探测器模拟由INO合作获得。将只考虑μ子的能量和天顶角的分析结果与考虑中微子诱发事件的强子能量的分析结果进行了比较。一个小的改进已被观察到的强子信息添加到μ子。在分析中,我们考虑了中微子来自所有天顶角和地球物质的影响也包括在内。包含来自所有天顶角的事件比仅使用下行事件获得的结果提高了约35 $\%$的对无菌中微子混合的灵敏度。这种改善主要是由于地球物质效应对活性-无菌混合的影响。探索了ICAL对活性-无菌混合的预期精密度,并允许置信水平(C.L.)轮廓呈现。在假定的无菌混合角的$10^\circ$真值和$Δm^2_{41}$和无菌混合角的边缘化下,90% C. L. (from 2个参数图)对于$θ_{14}$和$θ_{34}$约为$20^\circ$,对于$θ_{24}$约为$12^\circ$。
Phasing out of Darkness: From Sterile Neutrino Dark Matter to Neutrino Masses via Time-Dependent Mixing
Max-Planck-Institut für Kernphysik(马克斯·普朗克核物理研究所);Centro de Astrofísica e Gravitação - CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico - IST, Universidade de Lisboa - UL(里斯本大学高等技术学院物理系天体物理学与引力中心);Departamento de Física Teórica and Instituto de Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS-UCM), Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学理论物理系及粒子与宇宙物理研究所)