Neutrinos at FPF
Ulrich Mosel, Kai Gallmeister
GiBUU模型被用来获得在欧洲核子研究中心（CERN）拟议的前向物理设施（FPF）可能的中微子核事件的信息。FPF中微子计划可能有助于解决一些基本问题，如中微子的形成时间、颜色透明度和EMC效应。
The GiBUU model is used to obtain information on possible neutrino-nucleus events at the proposed Forward Physics Facility (FPF) at CERN. An FPF neutrino program could contribute to fundamental questions such as formation times, color transparency and the EMC effect for neutrinos.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Neutrino nucleus reactions at high energies within the GiBUU model
GiBUU模型实现了中中微子能量下的所有反应通道，并用于研究中微子和反中微子在铁表面的散射。积分截面的结果与NOMAD和MINOS数据进行了比较。结果表明，末态相互作用能显著地改变出射强子的能谱。对Miner $ν$ a实验的π介子谱进行了预测，平均超过NuMI中微子和反中微子通量。
Neutrino nucleus reactions within the GiBUU model
GiBUU模型实现了中中微子能量下的所有反应通道，并用于研究中微子和反中微子在铁表面的散射。积分截面的结果与NOMAD和MINOS数据进行了比较。结果表明，末态相互作用能显著地改变出射强子的能谱。对Miner $ν$ a实验的π介子谱进行了预测，平均超过NuMI中微子和反中微子通量。
Monte Carlo Simulation Development and Implementation of the GiBUU Model for Neutrino Experiments
该研究首次实现基于 GiBUU 模型的中微子实验蒙特卡罗模拟框架，可生成逼真事件样本并保持与原截面模型的一致性，为系统不确定性传播和高精度实验预测提供平台。
FPF@FCC: Neutrino, QCD, and BSM Physics Opportunities with Far-Forward Experiments at a 100 TeV Proton Collider
本文首次定量评估了在FCC-hh 100 TeV质子对撞机中整合远前向实验的物理潜力，发现可大幅提升中微子探测产额并显著增强对核子结构、中微子电荷半径及多种BSM模型的探测灵敏度。
Comparison of GiBUU calculations with MiniBooNE pion production data
背景中微子诱导的π介子产生可以提供关于核子共振轴向耦合的重要信息。此外，π介子的产生是类准弹性事件的主要背景。从MiniBooNE在矿物油中的带电电流中微子散射的单π介子生产数据出现高于传统的理论方法内的预期。目的.我们的目标是研究哪些模型参数影响计算的截面，以及它们如何做到这一点。法Giessen Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（GiBUU）模型用于研究中微子-核反应。结果给出了末态相互作用前后1π^+和1π^0产生的积分和微分截面，并与MiniBooNE数据进行了比较。结论.对于MiniBooNE通量，所有过程（QE，1π背景，Δ，更高共振产生，DIS）都有助于观察到具有给定电荷的1 π介子的最终状态。基本π介子产生截面的不确定性导致核截面的相应不确定性。末态相互作用只会轻微改变μ子相关观测量的形状，但它们会显著改变π介子分布的形状。
Hadronic transport approach to neutrino nucleus scattering: the Giessen BUU model and its validation
我们提出了中微子核散射的GiBUU模型：假设脉冲近似，这个反应被视为两个步骤的过程。在初态步，中微子与束缚核子相互作用。在末态阶段，初始反应的输出粒子通过原子核传播并经历末态相互作用。在这方面的贡献，我们专注于验证的初始和最终状态的相互作用处理GiBUU使用实验数据的π-核，光子-核和电子-核散射。
Transport-theoretical Description of Nuclear Reactions
在这篇评论中，我们首先概述了基本的运输理论和最近的推广离壳运输。然后，我们提出了一些详细的主要成分的任何运输方法，特别是使用的吉森玻尔兹曼Uehling乌伦贝克（GiBUU）实现这一理论作为一个例子。我们讨论了所使用的潜力，基态初始化和碰撞项，包括后者的介质中的修改。这篇评论的中心部分涵盖了GiBUU的广泛的一类反应的应用，从质子和反质子反应的原子核上的重离子碰撞（高达约30 AGeV）的π介子诱导的反应。一个主要部分也涉及光子，电子和中微子诱导的反应（在能量范围从几个100兆电子伏到几个100千兆电子伏）的描述。对于这类广泛的反应，GiBUU用相同的物理输入和相同的代码给出了很好的描述。我们认为，GiBUU是一个不可或缺的工具，任何调查的核反应中，终态相互作用发挥作用。研究π-核相互作用，核碎裂，重离子反应，超核形成，强子化，色透明，电子-核碰撞和中微子-核相互作用的GiBUU都可能的应用，并在这篇文章中进行了讨论。
Probing Neutrino-Portal Dark Matter at the Forward Physics Facility
正向物理设施（FPF）计划在大型强子对撞机的ATLAS相互作用点附近运行，为探索TeV能量尺度的中微子特性提供了令人兴奋的新领域。它将达到一个前所未有的制度，为地面中微子实验，并提供机会，揭示新的物理中微子在更高的能量尺度。我们表明，未来的探测器在FPF有可能发现新的介质，主要是中微子耦合，质量在0.3和20 GeV之间，小耦合尚未探测到现有的搜索。这样一个亲中微子介质是很好的动机，以解决几个中微子门户暗物质候选人的起源，包括热冻结和无菌中微子暗物质的情况。在实验上，相应的签名包括中微子带电电流散射事件与大失踪的横向动量，和过度明显的τ中微子事件。我们讨论了FPF探测器的能力，需要这种搜索，最重要的是强子能量分辨率。
Neutrino-Induced Reactions on Nuclei
背景资料：长基线实验，如计划中的深层地下中微子实验（DUNE），需要对中微子-核反应中的完整事件进行理论描述。由于使用核靶，这需要对中微子-核相互作用有很好的理解。目的：发展一个一致的理论和代码框架，用于描述轻子-核相互作用，不仅可以用来描述包含的截面，而且还可以描述反应的完整终态。研究方法：使用量子动力学输运理论的Giessen-Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（GiBUU）实现，改进了核基态和2 p2 h相互作用的处理。对于后者的经验结构函数从电子散射数据被用作基础。结果：电子诱导的包容性截面的结果作为一个必要的检查，这种方法的整体质量。计算的中微子诱导的包容性双微分截面显示出良好的协议与数据从中微子和反中微子反应不同的中微子口味在MiniBooNE和T2 K。给出了MicroBooNE、NOvA、MINERvA和LBNF/DUNE的包含双微分截面。结论：基于轻子-核描述的GiBUU模型，现在可以很好地理论描述包含电子，中微子和反中微子-核数据在很宽的能量范围内，不同的中微子口味和不同的实验。由于不涉及调谐，这个理论和代码应该是可靠的，也为新的能源制度和目标质量。\end{description}
Neutrino Electromagnetic Properties and the Weak Mixing Angle at the LHC Forward Physics Facility
本文研究LHC前向物理设施（FPF）探测中微子电磁性质的能力，发现其可对陶中微子磁矩和毫电荷给出比DONUT更强的限制，并通过中性流深度非弹性散射精确测量电荷半径及弱混合角，有望以约3%精度在Q约10 GeV处测量sin²θ_W，为NuTeV反常提供新线索。
A tolerable candle: the low-$ν$ method with LHC neutrinos
本文提出利用低-$\nu$方法打破前向物理设施中微子通量与截面测量的简并，以模型无关方式提取$\nu_\mu$通量形状，并验证其精度足以区分现实通量模型。
Muon-neutrino-induced charged current pion production on nuclei
[背景] T2 K、NOvA或计划中的深地中微子实验（DUNE）等长基线实验需要对中微子-核反应中的完整事件进行理论描述。由于使用核靶，这需要对中微子-核相互作用有很好的理解。[目的] π介子产生是中微子-核相互作用的主要反应通道之一。本文旨在对MiniBooNE实验、T2 K近探测器实验和MINERvA实验中的所有带电电流带电π介子产生数据进行一致性观察。[方法]通过核子共振激发（包括背景项）和深度非弹性散射处理π介子的产生。在量子动力学输运理论的Giessen-Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（GiBUU）实现中描述了所产生的π介子的终态相互作用。[结果]给出了MiniBooNE、T2 K近探测器实验和MINERvA实验的结果。虽然MiniBooNE的理论结果在形状和大小上都与数据不同，但它们与T2 K和MINERvA数据的一致性对于所有的π介子和轻子观测值都是好的。π介子谱的预测显示为MicroBooNE和NOvA。【结论】基于轻子-核相互作用的GiBUU模型，可以对T2 K ND和MINERvA实验的CC带电π介子产生数据进行一致的、良好的理论描述，而不需要任何参数调整。MiniBooNE数据无法复制。
Neutrino-nucleus interactions in the T2K experiment
利用GiBUU输运模型研究了T2K实验中中微子与核的相互作用。T2 K的目的是测量$ν_e$的出现和$θ_{13}$，但它也能够精确测量$ν_μ$的消失。前者需要对$π^0$的产生有很好的理解，而后者则与对准弹性散射有很好的理解密切相关。对于这两个过程中，我们调查的核效应和特定的最终状态相互作用的预期事件率的影响，考虑到T2K探测器设置。
Neutrino Interactions with Nuclei
我们调查中微子-核碰撞在中间的能量将准弹性散射和激发的13个共振的基本过程，考虑到介质的影响，如费米运动，泡利阻塞，平均场势和在介质中的光谱功能。最终状态相互作用的耦合通道处理实现与GiBUU传输模型。包容性的反应，中微子和电子诱导，以及π介子生产和核子敲除的结果。
Neutrino-Nucleus Interactions at the LBNF Near Detector
使用吉森-波尔兹曼-乌林-乌伦贝克（Giessen-Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck）（GiBUU）输运理论实现这些相互作用，计算了中微子与具有LBNF通量的$^{40}Ar$核相互作用的反应机制。准弹性散射，多体效应，π介子生产和吸收和深度非弹性散射进行了讨论，他们都发挥了作用，在LBNF的能量和实验相互纠缠。准弹性散射仅占总截面的1/3，而π介子产生通道约占总截面的2/3。这就强调了对中微子-核反应的一致描述的必要性，即对所有通道都一视同仁。这里讨论的结果也可以作为有用的路标中间中微子计划。
Sensitivity of Neutrino-Nucleus Interaction Measurements to 2p2h Excitations
我们计算的带电电流截面在T2 K离轴附近的探测器$ν_μ$诱导的事件没有π介子和任何数量的质子在最终状态下使用传输理论编码的GiBUU模型。在与最近的T2 K数据的比较中，确定了2 p2 h多核子相关性的强度。将其与初始核态的同位旋（T）联系起来，发现T=0导致最近由T2 K得到的截面的拟合明显更好，从而实现了电子-核反应和中微子-核反应之间2 p2 h多核子关联贡献的一致性。
Probing a $Z'$ gauge boson via neutrino trident scattering in the Forward Physics Facility at the LHC and FCC
本研究探讨在LHC和FCC的前向物理设施中，通过中微子三叉散射探测$Z'$玻色子，发现FPF@LHC无法改进现有约束，而FPF@FCC可扩展参数空间覆盖。
Neutrino-nucleus scattering reexamined: Quasielastic scattering and pion production entanglement and implications for neutrino energy reconstruction
我们将GiBUU模型应用于当前和未来中微子长基线实验的相关问题，我们特别讨论了中微子消失实验中带电电流反应的相关性。一个正确的识别带电电流准弹性（CCQE）事件-这是在振荡实验中的信号通道-是相关的中微子能量重建，从而为振荡的结果。我们发现，约20%的准弹性截面是错误的，在当今的实验中，必须通过事件发生器进行校正。此外，我们还发现有相当一部分1 pi+事件（> 40%）被误认为是CCQE，这主要是由于核中的π吸收引起的。我们还讨论了这两个数字的依赖实验检测阈值。我们进一步研究了末态相互作用对中微子能量重构的影响。
Neutrino scattering with nuclei - Theory of low energy nuclear effects and its applications
目前的长基线实验主要是为了高精度地测量中微子振荡参数。一个临界量是中微子能量，它不能直接测量，而必须从观测到的强子中重建出来。因此，要使中微子通量、背景和探测器响应的系统不确定性最小化，就必须对中微子-核相互作用有一个很好的了解。特别是靶核内部的终态相互作用通过再散射、电荷交换和吸收大大改变了粒子的产率。核效应可以用我们的耦合通道GiBUU输运模型来描述，在该模型中，中微子首先与束缚核子相互作用，产生次级粒子，然后将次级粒子输运出核。在这方面的贡献，我们给出了一些例子，我们的模型，特别是集中在MiniBooNE和K2 K实验的应用。
Investigating the fluxes and physics potential of LHC neutrino experiments
本研究分析LHC及FPF中微子实验的预测谱，利用Fisher信息确定观测精度，约束标准模型内外过程，并探讨结合多个观测量验证增强奇异数情景以解释宇宙线缪子之谜。
Forward Searches for Heavy Neutrinos and $Z'$ Bosons at FCC-hh
研究在FCC-hh的前向物理设施中，通过长寿命粒子信号探测重中微子和$Z'$玻色子，评估事件率并推导灵敏度，扩展了对轻长寿命重中微子和轻$Z'$玻色子的发现能力。
Neutrino event generators: foundation, status and future
中微子事件发生器是从长基线实验中提取中微子混合参数、质量分级和CP破坏相的重要工具。在这篇文章中，我首先描述了理论基础和近似需要得到当今的发电机。我还讨论了用于描述半包容中微子核反应的理论模型的优势和局限性。然后，我面对今天的发电机与这个理论基础的详细讨论的各种反应过程。最后，作为例子，我然后显示各种实验结果的生成器GiBUU轻子半包含截面以及粒子谱。我还讨论了这些截面的各种反应成分的功能，与沙丘的预测。最后，我认为需要一个新的中微子发生器，尊重我们目前的核理论和核反应的知识，是尽可能多的国家的最先进的实验设备。我概述了这种新发电机的一些必要要求。
Searching for neutrino-modulino oscillations at the Forward Physics Facility
利用沼泽地猜想，在FPF灵敏度范围内研究中微子-模量子混合，提出暗维度零模狄拉克中微子模型，预测重引力子（250 TeV）和轻模量子（50 eV）可被探测。
Neutral current neutrino-nucleus interactions at intermediate energies
我们将带电中微子-核相互作用模型推广到中性流反应。对于基本中微子-核子相互作用，我们考虑了准弹性散射、Delta激发和第二共振区的共振激发。我们的中微子-核碰撞模型包括介质效应，如费米运动，泡利阻塞，核束缚，和末态相互作用。它们通过Giessen Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（GiBUU）耦合通道传输模型来实现。这使我们能够研究专有通道，即π介子生产和核子敲除。我们发现，最终状态的相互作用修改相当大的分布，通过再散射，电荷交换和吸收。在这两种情况下，由电荷交换散射引起的侧馈是重要的。在π介子的情况下，有一个强的吸收与介质中的π介子衰变模式的德尔塔，而核子敲除表现出相当大的增强低能量核子由于再散射。在中微子能量大于1GeV时，Delta激发对核子敲除的贡献与准弹性散射相当。
Neutrino-nucleus interaction models and their impact on oscillation analyses
在中微子振荡实验中，中微子在探测器上的相互作用是用事件发生器模拟的，试图反映我们对核物理的理解。本文研究了不同中微子相互作用和核模型对确定中微子振荡参数的影响。我们使用两个独立的中微子事件发生器，GENIE和GiBUU，并将它们应用到一个设置与传统的中微子束瞄准水Čerenkov检测器，其中只有QE样的样品被选择。随后，我们在$ν_μ$消失通道中对振荡参数进行拟合。
Electron- and neutrino-nucleus scattering from the quasielastic to the resonance region
我们提出了一个模型的电子和中微子散射的核子和原子核的准弹性和共振区的重点。轻子-核子反应描述在相对论的形式主义，其中包括，除了准弹性散射，激发13 N* 和德尔塔共振和非共振单π背景。最新的电子散射数据用于最先进的矢量形状因子的参数化;轴向耦合通过PCAC确定，在Delta共振的情况下，轴向形状因子使用中微子散射数据进行改装。在考虑各种核效应的GiBUU框架内处理核散射：核基态的局部密度近似，平均场势和介质中的谱函数。包容性的散射氧的结果，并在电子诱导的反应的情况下，与实验数据和其他模型。
Science and Project Planning for the Forward Physics Facility in Preparation for the 2024-2026 European Particle Physics Strategy Update
本研究介绍了为筹备2024-2026年欧洲粒子物理战略更新的前向物理装置（FPF）的现状，阐述其多领域物理潜力，总结装置及相关实验的当前设计，并说明合作、预算与进度等规划。
Neural Network predictions of inclusive electron-nucleus cross sections
本研究利用残差全连接神经网络预测电子-原子核散射截面，在碳、钙、氧、氩、钛等核上均与实验数据吻合良好，性能可与SuSAv2和GiBUU等传统模型媲美。
Accuracy of the lepton-nucleus scattering models in the quasielastic region
本文讨论了几种描述准弹性峰区电子-核包容散射的核效应模型，并对它们进行了比较，得出了它们在中微子-核相互作用中应用的可靠性结论。一个基本的动机是减少中微子振荡实验中的系统误差。我们专注于中微子的能量分布的T2 K实验，这为我们提供了一个区域的最重要的最高贡献的电荷电流准弹性（CCQE）截面。我们只选择与该区域重叠的电子核数据。为了使分析更加清晰，我们将数据集分为三组，并分别从每一组中得出结论。我们选择了六个模型进行比较：Benhar的光谱函数与和没有最终状态的相互作用（Benhar的SF+FSI），瓦伦西亚光谱函数（瓦伦西亚SF），更高的能量转移，只有与空穴光谱函数; GiBUU和本地和全球的费米气体模型。后两者被列为量化各种核效应影响的基准。这六种模型都是中微子散射研究中常用的模型。每个模型的一个简短的理论描述。虽然在选定的数据集的QE机制占主导地位，我们也简要讨论了可能的影响，$2p2h$和$Δ$的贡献。
Letter of Intent: The Forward Physics Facility
本文提出向前物理设施（FPF）旨在利用高能中微子的强流及其可能的新粒子在远前向方向的独特科学机会，扩展HL-LHC的发现潜力，通过四个互补探测器实现中微子物理、量子色动力学和天体粒子物理的突破性测量，并寻找暗物质和其他新粒子。
NLO event generation for LHC neutrinos and application to flux measurements at FASER
本研究开发了含NLO QCD修正的LHC中微子事例生成工具，将中微子分布接入POWHEG-BOX-RES框架的生成器，并首次用FASER数据测定了LHC前向中微子通量。
Event Generation for Neutrino and Muon DIS at the LHC
本研究针对LHC中微子与缪子DIS，对比Sherpa等NLO MC事例产生器与YADISM等工具的预测，量化各因素影响并应用于FASER实验，明确现代产生器在通用设置下的一致性及强子末态相关差异。
An Altarelli Cocktail for the MiniBooNE Anomaly?
我们批判性地研究了一些影响MiniBooNE短基线中微子振荡实验的理论不确定性，试图更好地理解所观察到的过量的类电子事件。我们重新检查假带电电流准弹性（CCQE）事件的影响，由于中性电流$π^0$生产的背景，和单光子背景。对于所有的过程，我们比较了不同的事件发生器（GENIE，GiBUU，NUANCE和NuWro）的预测，并为GENIE，不同的曲调。MiniBooNE使用数据驱动的背景预测，我们讨论的不确定性影响信号样本和控制样本之间的关系。在单光子背景下，我们强调了重强子共振辐射分支比的不确定性。我们发现，即使在不同的渠道不确定性的组合加起来不利（一个“Altarelli鸡尾酒”）似乎是不够的，以解决MiniBooNE异常。最后，我们调查如何修改的背景预测影响适合的$3+1$无菌中微子的情况。我们仔细考虑充分四味振荡不仅在信号中，而且在背景和对照样品。我们强调，由于MiniBooNE的$ν_e$和$ν_μ$样品之间的强相关性，一个无菌中微子混合仅与$ν_μ$是足够的解释异常，即使众所周知的张力与外部约束$ν_μ$消失持续存在。
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