Search for high energy 5.5 MeV solar axions with the complete Borexino dataset
本研究利用Borexino探测器完整数据集搜寻5.5 MeV太阳轴子，考虑多种相互作用过程，得到轴子相关耦合的模型无关限制，排除新参数区域并对两类轴子模型给出约束。
2025-10-22 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Solar neutrino results from Borexino and main future perspectives
Borexino是一个太阳中微子实验，在意大利大萨索国立科学院运行。液体闪烁体靶中的放射性本底水平达到或甚至超过设计目标，从而带来了意想不到的机会。到目前为止，主要的结果是测量的$^7$ Be太阳中微子流量（有史以来第一次完成）和测量的$^8$ B中微子流量进行的电子能量阈值为2.8 MeV。结论中概述了短期和中期前景。
2009-10-18 astro-ph.SR hep-ex
Science and Technology of BOREXINO: A Real Time Detector for Low Energy Solar Neutrinos SOLAR NEUTRINOS
BOREXINO是一种用于低能中微子光谱学的实时设备，在意大利Gran Sasso的地下实验室（LNGS）的建设即将完成。该实验的目标是通过超纯闪烁液体中的中微子-电子散射直接测量所有口味的7 Be太阳中微子的通量。在LNGS的4吨测试探测器的大规模运行所带来的一系列创新成果的基础上，为BOREXINO开发了一项新技术。它首次实现了亚MeV太阳中微子光谱学。本文介绍了BOREXINO的设计，各种设施必不可少的操作，它的光谱和背景抑制能力和预测的影响，其结果对解决太阳中微子问题。BOREXINO还将解决粒子物理学、天体物理学和天体物理学中的其他几个前沿问题。
2000-12-11 hep-ex
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
The Borexino detector at the Laboratori Nazionali del Gran Sasso
Borexino是一个用于低能中微子光谱学的大容量探测器，目前正在意大利Gran Sasso国家实验室的地下运行。该实验的主要目标是通过超纯液体闪烁体中的中微子-电子散射实时测量亚MeV太阳中微子，特别是单能量（862 keV）Be 7电子捕获中微子。本文主要介绍探测器的结构、光电倍增管、电子学、触发和校准系统。检测器的实际性能，它总是满足，有时超过设计预期，也显示。Borexino项目的一些重要方面，即流体处理厂、净化技术和填充程序，未在本文中涉及，并且已在或将在其他地方发表（见引言和参考文献）。
2008-06-16 astro-ph hep-ex nucl-ex
Results and perspectives of the solar neutrino experiment Borexino
Borexino是一个大质量的，量热的，液体闪烁体探测器，旨在探测低能亚MeV太阳中微子，安装在格兰萨索实验室。经过几年的建设，数据采集于2007年5月开始，立即提供了无可争议的证据，证明目标质量的放射性纯度是前所未有的，达到了确保成功探测7Be太阳中微子所需的水平，然后在2007年夏天宣布。在这次演讲中，首先将强调探测器的主要技术特征，特别强调合作成功面临的特殊纯度挑战，然后将仔细报告和说明迄今为止达到的物理输出，以及未来测量的前景，这些测量将完成广泛的实验计划。
2008-10-01 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
Final results of Borexino on CNO solar neutrinos
Borexino首次利用CID方向性方法测量CNO太阳中微子，结合改进能谱拟合得到最精确结果，验证高金属丰度标准太阳模型并展示方向信息在未来探测器中的价值。
2023-07-27 hep-ex physics.ins-det
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
Search for low-energy neutrinos from astrophysical sources with Borexino
我们报告的中微子和反中微子的天体物理源进行Borexino探测器在意大利的Gran Sasso的Nazionali del的搜索。电子反中微子（$\barν_e$）在有机液体闪烁体中通过逆$\barν_e$-衰变反应被检测到。在目前的工作中，我们设置的能量范围为1.8-16.8兆电子伏的中微子通量从未知的来源，提高我们以前的结果，平均，由一个因素2.5的模型独立的上限。使用相同的数据集，我们首先获得实验的限制弥漫超新星$\barν_e$通量在以前未探索的区域低于8兆电子伏。在太阳中微子流中寻找$\barν_e$也被提出：$\barν_e$的存在将是一个非零异常的中微子磁矩的表现，使其有可能在太阳的强磁场中转换为反中微子。我们得到了太阳$\barν_e$通量的极限为384 cm $^{-2}$ s $^{-1}$（90% C. L.），假设太阳$^{8}$ B中微子能谱是未畸变的，其跃迁几率为$p_{ ν_e \rightarrow \barν_{e}}<$ 7.2 $\times$ 10 $^{-5}$（90% C. L.）对于E $_{\bar ν_e}$ $>$ 1.8 MeV。在较低能量下，通过研究弹性散射事件的光谱形状，我们得到了太阳$^{7}$ Be- $ν_e$转换成$\barν_e$的新极限为$p_{ ν_e \rightarrow \bar ν_{e}}<$ 0.1…
2019-09-05 hep-ex physics.ins-det
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
The Monte Carlo simulation of the Borexino detector
我们描述的Monte Carlo（MC）模拟包的Borexino探测器，并讨论其输出与数据的协议。Borexino MC“从头算”模拟所有探测器组件中粒子的能量损失，并生成生成的闪烁光子及其在液体闪烁体体积内的传播。模拟考虑了可见光子的吸收、再发射和散射，并跟踪它们，直到它们被吸收或到达其中一个光电倍增管的光阴极。光子检测之后是读出电子响应的全面模拟。该算法继续进行详细的电子链模拟。使用使用部署在闪烁体体积内部和周围的放射性校准源收集的数据来调谐MC。模拟再现的能量响应的探测器，其均匀性内的基准闪烁体体积相关的中微子物理，和时间分布的探测到的光子，以优于1%之间的100千电子伏和几兆电子伏。为模拟Borexino探测器而开发的技术及其改进水平可能会引起中微子社区的兴趣，特别是对于当前和未来的大容量液体闪烁体实验，如Kamland-Zen，SNO+和Juno。
2017-04-07 hep-ex physics.ins-det
$\sin^2(θ)w$ estimate and bounds on nonstandard interactions at source and detector in the solar neutrino low-energy regime
我们探讨Borexino实验的实时测量的中微子光谱的最低能量的一部分，从初级pp融合过程中的0.420 MeV，通过7^Be衰变在0.862 MeV的pep反应在1.44 MeV的影响。我们利用了这样一个事实，即在如此低的能量下，太阳中米赫耶夫-斯米尔诺夫-沃尔芬斯坦物质效应的大混合角解对于7^Be和pep来说很小，而对于pp来说可以忽略不计。因此，在太阳中产生的中微子几乎完全通过从太阳表面传播的真空振荡以及通过作用于太阳源和Borexino探测器的可能的非标准相互作用来改变它们的味道。我们结合了不同的NSI效应在源和检测器在一个单一的框架，并使用当前的Borexino数据绑定NSI非通用和味道变化的参数在能量低于反应堆中微子实验的范围。我们还研究了当前数据的影响，弱混合角在这个“低能量前沿”的数据从Borexino实验，预计将略大于其值在Z质量。我们找到了$\sin^2(θ)w=0.224+-0.016$，这是迄今为止最低的能量尺度估计。展望未来，我们使用投影灵敏度太阳中微子在下一代专门的太阳实验和直接的暗物质探测实验，并找到一个潜在的因素五改善弱混合角的测定和高达一个数量级的改进，在探测NSI参数空间。
2017-08-01 hep-ex hep-ph
New limits on heavy sterile neutrino mixing in ${^{8}\rm{B}}$-decay obtained with the Borexino detector
如果重中微子的质量为$m_{ν_{H}}\geq$ 2 $ m_e $，在太阳中通过pp链的侧支衰变${^8\rm{B}} \rightarrow {^8\rm{Be}} + e^+ + ν_H$产生，它们将经历可观察到的衰变为一个电子、一个正电子和一个轻中微子$ν_{H}\rightarrowν_{L}+e^++e^-$。在目前的工作Borexino数据被用来设置一个边界上存在这样的衰变。我们将质量为1.5 MeV的重中微子$\leq m_{ν_{H}} \le$和14 MeV的重中微子的混合分别限定为$|U_{eH}|^2\leq (10^{-3}-4\times10^{-6})$。这些是更严格的限制的混合参数比在核反应堆和加速器在以前的实验中获得的。
2013-11-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Search for Low-Energy Signals from Fast Radio Bursts with the Borexino Detector
利用Borexino的观测数据，对几个最强的快速射电暴（FRB）的中微子事件进行了研究。我们已经在对应于特定FRB的检测时间的$\pm$ 1000 μ s的时间窗口内搜索了具有高于$250$ ~keV的可见能量的信号。我们还采用了另一种方法的基础上寻找特定形状的中微子电子散射光谱的Borexino探测器的全曝光光谱。特别是，两个传入的中微子光谱被认为是：单能线和光谱预期从超新星。同样的光谱被认为是通过逆β衰变反应检测到的电子反中微子。未观察到超过背景的统计学显著性过量。结果表明，在$0.5 - 50$ ~MeV中微子能量范围内，FRB相关中微子注量的上限最强。
2022-05-27 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Improved measurement of $^8$B solar neutrinos with 1.5 kt y of Borexino exposure
我们报告的改进测量的$^8$ B太阳中微子的相互作用率与Borexino实验在Gran Sasso的Nazionali。中微子是通过它们在大体积液体闪烁体中与电子的弹性散射来探测的。测得的能量高于3 MeV的散射电子的速率为$0.223\substack{+0.015 \\ -0.016}\,(stat)\,\substack{+0.006 \\ -0.006}\,(syst)$ cpd/100 t，这对应于假设没有中微子味转换的观测到的太阳中微子通量为$Φ\substack{\rm ES \\ ^8\rm B}=2.57\substack{+0.17 \\ -0.18}(stat)\substack{+0.07\\ -0.07}(syst)\times$ 10 $^6$ cm $^{-2}\,$ s $^{-1}$。该测量首次几乎完全利用了探测器的有效体积，并利用了2011年闪烁体净化活动后放射性背景降低的优势，以及提供更精确背景建模的新型分析工具。此外，我们设置了一个新的限制太阳$hep$中微子的相互作用速率，通过其对电子的弹性散射以及它们的中性电流介导的非弹性散射碳，$^{12}$ C（$ν,ν'$）$^{12}$ C*（$E_γ$ = 15.1兆电子伏）。
2020-03-06 astro-ph.SR hep-ex
Borexino's search for low-energy neutrinos associated with gravitational wave events from GWTC-3 database
本研究使用Borexino数据搜寻了2015至2020年引力波事件相关的低能中微子信号，未发现显著超出背景的信号，但在0.5-5.0 MeV能量范围内获得了所有味中微子通量的最强上限。
2023-06-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
A search for low-energy neutrinos correlated with gravitational wave events GW150914, GW151226 and GW170104 with the Borexino detector
本文介绍了利用Borexino探测器对引力波事件GW 150914、GW 151226和GW 170104进行低能中微子搜索的结果。我们在以GW探测时间为中心的$\pm500$ s的时间窗口内搜索能量大于250 keV的相关中微子事件。对于所有三个GW150914、GW151226和GW170104，总共发现了五个候选者。这与预期的太阳中微子和背景事件的数量一致。因此，我们获得了能量范围$(0.5 - 5.0)$ MeV内所有类型（$ν_e, ν_μ, ν_τ$）的GW事件中微子注量的当前最佳上限。
2017-06-30 astro-ph.HE 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
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
Solar and Reactor Neutrinos: Upcoming Experiments and Future Projects
亚MeV太阳中微子实验和反应堆长基线振荡实验是中微子研究的前沿。即将进行的实验KamLAND和BOREXINO目前分别处于启动和最后建设阶段，将提供关于中微子性质和太阳物理学的基本信息。目前正在开发的未来项目将通过电子散射和中微子捕获实时测量初级太阳中微子通量。轻子混合以及恒星演化理论的高精度数据将在未来变得可用。本文旨在概述即将进行的实验和正在开发的项目。
2002-02-08 hep-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
Hydrogenated carbon structures as directional sub-GeV dark matter detectors
Cornell University（康奈尔大学）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；INFN Sezione di Roma（罗马国家核物理研究所）
利用氢化碳结构作为方向性亚GeV暗物质探测器，通过高灵敏度和低能量阈值实现高效的暗物质检测与背景抑制。
2026-07-31 hep-ex hep-ph
Probing 5.49 MeV Solar Axions at Xenon Experiments
Southeast University（东南大学）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所与上海交大物理与天文学院）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Peking University（北京大学）
本研究针对质量小于1 MeV的太阳轴子，利用氙靶估算其耦合的探测前景，发现下一代氙气实验有望超越Borexino的约束，获得与JUNO、Hyper-Kamiokande相当的灵敏度，并给出了不同曝光量下的耦合探测下限。
2026-08-18 hep-ex hep-ph
High Energy Neutrino Physics with Liquid Scintillation Detectors
大型液体闪烁探测器通常专用于MeV能量范围内的低能中微子测量（例如KamLAND和Borexino）。本文介绍了大型探测器（>1千吨级）在研究来自宇宙射线的高能中微子相互作用和作为长基线中微子探测器方面的潜在应用。一般来说，当人们考虑像Hanohano和LENA这样的大型新仪器时，他们已经放弃了用更高能量的中微子相互作用进行有用测量的可能性，因为这些仪器产生的光足以照亮每一个光电倍增管，而且闪烁光是各向同性的。在这里，我们考虑到费马的原则，它告诉我们，事实上，第一个光到达光电倍增管将在或附近的光锥，“费马表面”，方向跟踪信息是可用的。此外，我们已经认识到，粒子类型的区别是可能的（准弹性μ子从电子）。事实上，与SuperKamiokande大小相当的探测器的分辨率可能在角度，能量和可能的粒子类型方面都更好。这一认识为许多应用打开了大门。此外，这种能力可以通过使用（未来）KamLAND在日本Jaeri加速器新的长基线中微子束中检测到的事件来证明，该加速器将于今年开始运行。未来最有吸引力的可能性可能是使用Hanohano作为同一束中的可移动长基线探测器，在欧洲核子研究中心未来的长基线中微子束中使用LENA，以及在Homestake的DUSEL地下实验室中使用LENA。
2009-02-23 hep-ex physics.ins-det
Searching for beyond-Standard-Model solar neutrino interactions using directional detectors
该研究利用方向敏感气体探测器探索超出标准模型的太阳中微子相互作用，通过计算NSI参数的排除限和新介质的耦合，推动中微子物理小规模探测器的发展。
2025-12-09 hep-ex hep-ph
Dark Matter Interpretation of the Super-Kamiokande Antineutrino Excess in $\mathrm{U}(1)_{L_μ-L_τ}$ model
Theory Center, IPNS, KEK（高能加速器研究机构）；Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)（高级研究大学院大学）
研究在 $\mathrm{U}(1)_{L_\mu-L_\tau}$ 模型中，通过 MeV 尺度暗物质湮灭为中微子来解释超级神冈实验观测到的 $2.3\sigma$ 反中微子超出，并同时满足热退耦产生的 relic 丰度。
2026-05-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing high-energy solar axion flux with a large scintillation neutrino detector
我们研究了$p(d,\, ^{3}{\rm He})a$反应产生的5.49 MeV太阳轴子通量，并分析了江门地下中微子观测站（JUNO）即将开展的大型地下中微子振荡实验对探测该通量的潜力。JUNO探测器可以通过各种过程来揭示轴子，例如康普顿和逆普里马科夫转换，以及通过它们在探测器内衰变为两个光子或电子-正电子对。我们进行了详细的数值分析，以预测不同的组合的轴子-电子（$ g_{ae} $），轴子-光子（$g_{aγ}$），和isovector轴子-核子（$ g_{3aN} $）耦合的灵敏度，使用预期的JUNO数据为不同的基准值的轴子质量在一个模型独立的方式。我们发现JUNO将Borexino的电流边界提高了大约一个数量级，并且在中微子实验中具有最好的灵敏度。
2022-09-23 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
First Demonstration of a Hybrid Cherenkov and Scintillation Detector in a Proof-of-Principle Axion Search at a Beam Dump
University of Chicago（芝加哥大学）
该研究在束流卸料处对兆电子伏特尺度类轴子粒子进行原理验证搜索，利用CCM实验，通过特定PMT涂层增强切伦科夫灵敏度，详细建模校准数据，开发机器学习重建方法，组合可观测量抑制背景，排除了ALP质量 - 耦合参数空间新区域，证明了混合探测器在弱相互作用物理实验中的潜力。
2026-07-09 hep-ex
Prospects of five-dimensional $L_μ-L_τ$ gauge interactions in the light of elastic neutrino-electron scatterings: The scope of the DUNE near detector
Shiv Nadar Institution of Eminence（Shiv Nadar卓越机构）
本文探讨了五维L_μ-L_τ规范相互作用在中微子-电子弹性散射中的探测前景，分析了DUNE实验对MeV尺度未探索区域的贡献，强调了中间态规范玻色子干涉效应的重要性。
2026-04-19 hep-ex hep-ph
Monochromatic dark neutrinos and boosted dark matter in noble liquid direct detection
如果暗物质自湮灭为中微子或亲核的暗物质的第二组分（“增强”），则湮灭产物可以通过相干核散射以高速率检测到。未来的几十吨级液态氙探测器（如达尔文探测器）和几百吨级液态氩探测器（ARGO探测器）将对$10-1000$ MeV暗物质质量互补范围内的这些粒子的通量敏感。我们得到这些灵敏度后占大气和弥漫超新星中微子背景，和现实的核反冲接受。我们发现，他们对暗中微子通量的约束可能超过中微子探测器，如超级神冈，他们将广泛探测参数区，解释在中微子门户模型中的卫星丢失的问题。XENON1T和Borexino实验目前将热增强的暗物质的有效重子耦合限制在弱相互作用$\lesssim 10-100 \ \times$，但达尔文和ARGO将探测到小10倍的耦合。用重子耦合探测增强的暗物质弱耦合可能表明，通过湮灭，星系晕中心的暗物质密度轮廓变得有核，而不是尖形。这项工作表明，除了液态氙，液态氩直接探测技术将出现在暗物质搜索内外的WIMP范式的主要球员。
2018-12-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Space-Time Discriminant to Separate Double-Beta Decay from $^8$B Solar Neutrinos in Liquid Scintillator
提出了一种在液体闪烁探测器中分离双β衰变与$^8$ B太阳中微子相互作用的方法。该技术利用光电子（PE）的位置和时间来分离各向同性闪烁光中的方向性切伦科夫光的候选事件的运动学重建。在这里，我们引入一个切伦科夫闪烁时空边界定义为光锥在二维空间的到达时间和极角的每个PE相对于轴从中心的检测器的顶点。位于边界附近的PE对应于早期发射的光子，并且包含高比例的定向切伦科夫PE。我们应用从到每个单独PE的边界的距离导出的权重，然后在球谐分析中使用该权重，该球谐分析将双β衰变的双轨事件拓扑与$^8$ B事件的单轨拓扑分开。Geant-4模拟假设探测器半径为6.5 m，填充有$^{130}$ Te负载的液体闪烁体，并被时间和空间分辨率分别为100 ps和3 mm的光电探测器包围。的闪烁特性和光探测器的量子效率后KamLAND建模。假设一个3米半径的基准体积，65%的光覆盖率和顶点分辨率为$σ_{r_v} = $ 5.2厘米，在2.53 MeV的重建事件拓扑的方法预测因子1.3和2.3的背景抑制在90%和70%的信号效率分别。此外，切伦科夫闪烁时空边界附近的PE可用于重建单电子候选事件的方向性，由于散射电子的方向与太阳位置之间的相关性，允许进一步的$^8$ B背景抑制。我们发现极和方位的角分辨率分别为0.46和0.84弧度。
2019-02-19 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
JUNO sensitivity to $^7$Be, $pep$, and CNO solar neutrinos
江门地下中微子天文台（JUNO）是中国第一个多千吨液体闪烁体探测器，正在建设中，将具有独特的潜力，可以对远低于水切伦科夫探测器典型的几兆电子伏阈值的太阳中微子进行实时测量。JUNO的大目标质量和出色的能量分辨率是达到前所未有的精度水平的先决条件。在本文中，我们提供的JUNO敏感性的估计7Be，PEP，和CNO太阳中微子，可以通过光谱分析以上的0.45兆电子伏的阈值。本研究假设不同的情况下进行的液体闪烁体的放射性纯度，范围从最opti的一个对应的放射性纯度水平的Borexino实验，最低要求需要进行中微子质量排序确定与反应堆反中微子-JUNO的主要目标。我们的研究表明，在大多数情况下，JUNO将能够提高目前最好的测量7Be，PEP和CNO太阳中微子通量。我们还研究了JUNO探测太阳中微子通量周期性时间变化的能力，如地球上中微子味再生引起的昼夜调制，以及日震波驱动的温度变化引起的调制。
2023-03-07 hep-ex physics.ins-det
