Sterile neutrino searches at tagged kaon beams
有标记的K介子束是一种很有吸引力的中微子源，它可以提供具有精确测量归一化的味纯$ν_e$ -束。我们指出，这也导致了一个反标记的味道纯$ν_μ$ -梁，同样众所周知的归一化。将1 km基线处的1 kt液氩探测器暴露于这种独特光束的组合，可以决定性地测试IceCube和中微子-4最近在多eV范围内无菌中微子振荡的迹象。
2020-10-20 hep-ex hep-ph nucl-ex
Constraining neutrino superluminality from searches for sterile neutrino decays
超光速中微子预计会因韧致辐射而失去能量。如果运动学允许的话，它主要由e+e-对产生。同样的特征也被用于寻找假设的重无菌中微子的三体衰变。由于在CERN PS191和CHARM实验中没有这些过程，我们在0.2 GeV至280 GeV的能量范围内设定了中微子速度的上限。我们的极限远低于最近OPERA结果所支持的中微子速度。对于与能量无关的中微子速度，本文得到的极限比ICARUS实验和超新星SN 1987 a观测得到的极限更强。
2012-05-20 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searches for sterile component with solar neutrinos and KamLAND
在单个Δ m^2近似和多个Δ m^2近似的情况下，都考虑过活跃中微子和惰性中微子可能混合的情况。我们在单Δ m^2的背景下用自由硼中微子通量对现有的太阳中微子数据进行了全局拟合。最佳拟合值对应于无菌组分的零分数eta=0。我们得到上界：eta<0.26（0.64）在1σ（3 sigma）。由于参数的简并性，没有一个单独的实验限制eta。结合出现的SNO和镓以及SuperKamiokande数据的相互作用。在SNO下的NC/CC比率的未来测量可以将结合加强到eta<0.5（3 σ）。如果KamLAND证实了LMA解决方案的最佳拟合点，KamLAND和太阳中微子结果的综合分析将导致eta<0.19（0.56）在1 sigma（3 sigma）。我们发现，当Δ m ^2大于1时，不育中微子的存在可以解释KamLAND事件率抑制的中间值：R_{KL} ~0.75-0.90。
2002-11-17 hep-ex hep-ph
Searches for Sterile Neutrinos at Future Electron-Proton Colliders
不育中微子是基本粒子标准模型的一个有吸引力的扩展，它包括了一种产生观测到的轻中微子质量的机制。我们讨论了当存在近似的保护性“轻子数”类对称性时，无菌中微子可以具有电弱尺度左右的质量和潜在的大中微子汤川耦合，这使得它们在计划中的未来粒子对撞机上可以很好地测试。本文系统地讨论了在电子质子对撞机上无菌中微子的产生和衰变通道，并给出了无菌中微子搜索的主序特征的完整列表。我们强调了几个新的搜索渠道，并提出了第一次看可能的灵敏度的活性无菌混合参数和重中微子质量。比较了电子-质子对撞机与质子-质子对撞机和电子-正电子对撞机的性能，讨论了不同对撞机类型的互补性。
2017-09-04 hep-ph
Sterile Neutrino Searches with MicroBooNE: Electron Neutrino Disappearance
无菌中微子是一个很有动机的最小新物理模型，它在中微子振荡中留下了印记。在过去的二十年里，出现了许多指向无菌中微子的线索，其中许多都指向$m_4\sim1$ eV附近。在这里，我们展示了如何MicroBooNE数据可以用来搜索电子中微子消失使用他们的四个分析通道。我们发现了一个提示振荡与最高的单通道意义的$2.4σ$（使用Feldman的方法）来自线细胞分析和简化处理的实验系统学。优选的参数是$\sin^2(2θ_{14})=0.35^{+0.19}_{-0.16}$和$Δm^2_{41}=1.25^{+0.74}_{-0.39}$ eV $^2$。这个区域的参数空间是在很好的协议与现有的提示源实验，是在一个类似的频率，但更高的混合比反应堆反中微子，并在该区域的边缘所允许的太阳中微子数据。来自MicroBooNE的现有未分析数据可能会增加对$>3σ$水平的敏感性。
2022-08-02 hep-ex hep-ph
Probing Heavy Neutrino Magnetic Moments at the LHC using Long-Lived Particle Searches
本文提出利用LHC非指向光子的长寿命粒子搜索，探究惰性中微子的跃迁磁偶极矩，发现其对惰性-惰性偶极矩的探测灵敏度比LEP高两个数量级，对约700 GeV的活性-惰性偶极矩灵敏度极高，并结合轻子味破坏搜索可探测数TeV尺度新物理。
2024-08-28 hep-ph
Sterile neutrino searches at future $e^-e^+$, $pp$, and $e^-p$ colliders
不育中微子是SM的最有吸引力的扩展之一，可以产生在中微子振荡实验中观察到的轻中微子质量。当无菌中微子受到保护对称性的影响时，它们的质量可以在电弱尺度附近，并且可能有很大的中微子汤川耦合，这使得它们可以在计划中的未来粒子对撞机上进行测试。我们系统地讨论了电子-正电子，质子-质子和电子-质子对撞机的生产和衰变通道，并提供了一个完整的列表的领先的订单签名无菌中微子搜索。除其他外，我们讨论了几种新的搜索渠道，并提出了第一次看可能的灵敏度的活性无菌混合和重中微子质量。我们比较了不同类型的碰撞机的性能，并讨论了它们的互补性。
2016-12-22 hep-ph
Consistent analysis of the $ν_μ\to ν_e$ sterile neutrinos searches of ICARUS and OPERA
两个长基线实验ICARUS和OPERA最近提供了利用$ν_μ\to ν_e$外观搜索的负面结果的光（$\sim$ eV）无菌中微子的界限。这两个合作已经进行了数据分析使用有效的2-风味描述。我们发现，这样一个简化的处理忽略了相当大的真正的4味效应，这是由新的大的平方质量分裂$Δm^2 _{14}$与大气的干扰。在数据分析中包含这样的影响削弱了有效出现幅度$\sin^2 2θ_{μe}$的上界约2倍。此外，我们的证据表明，在一个4味的计划，味振荡也涉及的$ν_e$组件的CNGS光束，可以抑制理论预期的背景在很大程度上。在数据分析中包含的$ν_e$消失的影响，导致进一步削弱了上界的$\sin^2 2θ_{μe}$，这总体上是放宽了三个因素，相对于在有效的2-风味的描述。
2015-05-06 hep-ex hep-ph
Heavy Sterile Neutrinos in Tau Decays and the MiniBooNE Anomaly
MiniBooNE实验的当前结果显示了指示中微子振荡的过量事件，但只有当一个超出标准的3族场景时。最近，人们对这些事件给出了一种不同的解释，不是用振荡来解释，而是用具有大跃迁磁矩的大质量无菌中微子的产生和衰变来解释。我们研究了这种无菌中微子在稀有衰变$τ^- \rightarrow μ^- μ^+ π^- ν$和$τ^{-}\rightarrow μ^{-} μ^{+} e^{-} νν$中的作用。我们发现，搜索这些衰变具有位移顶点之间的$μ^-$和其他带电粒子，构成了很好的测试的存在的不育中微子提出解释MiniBooNE异常。这些搜索可以用现有的实验数据来完成。
2011-10-25 hep-ex hep-ph
Status of Light Sterile Neutrino Searches
短基线振荡的一些异常结果可能暗示在eV质量范围内存在一个或多个轻的无菌中微子态，并引发了一波新的实验努力，以寻找活性和无菌中微子态之间的振荡的明确签名。本文旨在对2019年年中的光无菌中微子搜索状况进行全面回顾：我们不仅讨论了反应堆，源，大气和加速器中微子振荡实验的基本实验方法和灵敏度，而且还讨论了直接中微子质量实验和宇宙学观测所产生的互补边界。此外，我们回顾了目前的全球振荡分析，包括运行反应堆和大气中微子实验的约束条件。他们允许设置更严格的界限上的积极的不育振荡参数，但尚未能够提供一个明确的结论eV尺度的不育中微子的存在。
2019-11-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Displaced vertex searches for sterile neutrinos at future lepton colliders
我们研究了未来轻子对撞机的灵敏度位移顶点从长寿命的重（几乎无菌）中微子的衰变与电弱尺度质量和可检测的飞行时间。作为未来的轻子对撞机，我们考虑FCC-ee，CEPC和ILC，在Z极和质心能量为240，350和500 GeV的搜索。为了实际讨论探测器对位移顶点信号和标准模型背景的响应，我们考虑将ILC的硅探测器（SiD）作为未来轻子对撞机探测器的基准。我们发现，位移的顶点构成了一个强大的搜索渠道，不育中微子，敏感的平方活跃，不育的混合角小到$10^{-11}$。
2016-12-14 hep-ph
Indirect searches for sterile neutrinos at a high-luminosity Z-factory
未来的高亮度$Z$工厂将提供研究罕见的$Z$衰变的可能性，因为那些导致轻子味违反末态。像$Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$这样的过程可能是对轻子味破坏的低能（高强度）可观测量的补充。在这项工作中，我们解决的影响，新的不育费米子轻子味违反$Z$衰变，专注于潜在的搜索在FCC-ee（TLEP），并考虑到实验和观测的约束条件下的不育状态。我们考虑一个最小的扩展标准模型的一个不育费米子状态，和两个动机良好的中微子质量产生的框架，逆跷跷板嵌入到标准模型，和$ν$ MSM。我们的研究表明，在FCC-ee附近，无菌中微子可以对BR（$Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$）产生贡献，并讨论了高光度$Z$工厂与低能带电轻子味违反设施之间的互补性.
2014-12-19 hep-ph
Searches for sterile neutrinos with IceCube DeepCore
我们表明，在10- 100 GeV的能量范围内的大气中微子的冰立方中微子天文台的DeepCore子阵列的研究可以大大限制质量$\sim 1$ eV的无菌中微子与活性中微子的混合。在一个无菌中微子的方案中，我们计算了DeepCore中不同能量区间的$ν_μ-$和$\barν_μ-$振荡几率以及$ν_μ^{CC}$事件的天顶角分布。分布依赖于活跃中微子的质量等级。因此，原则上，如果存在$ν_s$，则可以识别层次结构。暴露几年后，DeepCore数据将允许排除LSND/MiniBooNE结果显示的混合$|U_{μ4}|^2 \geq 0.02$。DeepCore和高能IceCube数据的结合将进一步提高对$ν_s$混合参数的敏感性。
2012-04-16 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Indirect searches for sterile neutrinos at a high-luminosity Z-factory
未来的高亮度$Z$ -工厂有可能调查轻子味破坏。像$Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$这样的稀有衰变可以补充轻子味破坏的低能（高强度）观测值。这里我们考虑标准模型的两个扩展，它们在粒子内容中加入一个或多个无菌中微子。我们解决轻子味违反$Z$衰变的不育费米子的影响，专注于潜在的搜索在FCC-EE（TLEP），并考虑到实验和观测的限制。我们证明了在FCC-ee的范围内，不育中微子可以对BR（$Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$）产生贡献，并讨论了高光度$Z$工厂和低能带电轻子味违反设施之间的互补性.
2015-10-09 hep-ph
Impact of nonstandard interactions on sterile neutrino searches at IceCube
我们分析了最近2年IceCube数据集的能量和天顶角分布的上行大气中微子，以限制在eV尺度的3+1方案中的不育中微子。我们发现，LSND和MiniBooNE数据的组合所青睐的参数被排除在99%C. L.以上。我们探讨了非标准物质相互作用对这种排斥的影响，并发现这种排斥适用于非标准相互作用（NSI），这些相互作用在对撞机和中微子散射实验所设定的严格的模型相关界限内。然而，对于大的NSI参数仅受中微子振荡实验的模型无关的边界，LSND和MiniBooNE数据与IceCube是一致的。
2016-06-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Bounds on light sterile neutrino mass and mixing from cosmology and laboratory searches
我们提供了一个一致的框架，以设置限制的光无菌中微子耦合到所有三个活跃的中微子使用的振荡，$β$衰变和中微子双$β$衰变（$0νββ$）实验的最新宇宙学数据和地面测量相结合的属性。我们直接约束完整的$3+1$有源无菌混合矩阵元素$|U_{\alpha4}|^2$，$α\in ( e,μ,τ)$和质量平方分裂$Δm^2_{41} \equiv m_4^2-m_1^2$。我们发现，一个$3+1$情况下的结果不同于以前研究的$1+1$的情况下，无菌仅耦合到中微子之一，这在很大程度上是由参数空间体积效应解释。质量分裂和混合矩阵元的限制目前主要是由宇宙学数据集。精确的结果是轻微的先验依赖，但我们可靠地发现所有矩阵元素被约束在$|U_{\alpha4}|^2 \lesssim 10^{-3}$以下。短基线中微子振荡的暗示有利于eV尺度的不育中微子与这些界限严重紧张，不管先前的假设。我们还将宇宙学分析的边界转化为实验室搜索探测的参数的约束，例如$m_β$或$m_{ββ}$，分别由$β$ -衰变和$0νββ$搜索探测的有效质量参数。当允许与轻无菌中微子混合时，宇宙学导致在95\% C.L下$m_β< 0.09$ eV和$m_{ββ} < 0.07$ eV的上限，比当前实验室实验的限制更严格。
2020-03-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searches for Sterile Neutrinos at Reactor
我们表明，在反应堆消失振荡实验中的混合参数的灵敏度可以大大提高$(1 - 5\cdot10^{-4}) eV^{2}$质量参数范围内，其中包括LSND和大气中微子振荡区域。其目的是：寻找无菌中微子和更好地了解大气中微子振荡机制。地下（600 m.w.e.）Krasnoyarsk反应堆和CHOOZ反应堆振荡实验的数据被用来估计效应率和本底率。
1998-11-18 hep-ph
Probes of Heavy Sterile Neutrinos
本文综述了重无中微子探测器，着重于直接实验搜索和无中微子双β衰变。在唯象参数化的工作中，我们强调了无中微子性质在解释无中微子双β衰变搜索中的重要性。虽然目前对活性-无菌中微子混合的限制已经很严格，但我们强调了计划中的未来努力，这些努力将探测活性中微子的亮度所激发的机制。
2022-06-02 hep-ph
Sterile neutrino searches with reactor antineutrinos using coherent neutrino-nucleus scattering experiments
针对印度拟建CEνNS实验，本文用3+1中微子振荡模型评估Ge与Si反应堆反中微子探测器搜寻惰性中微子的灵敏度，表明10 kg Ge探测器性能更优并给出置信水平与参数条件。
2023-12-06 hep-ex hep-ph nucl-th
Prospects of light sterile neutrino searches in long-baseline neutrino oscillations
在三个活动中微子和一个轻惰性中微子的框架下，讨论了真空和物质中的中微子振荡几率。详细研究了DUNE、NO $ν$ A和T2 HK等长基线中微子实验中的再定相不变量和CP不对称观测量，并对四中微子振荡进行了研究。结果表明，在一定的能量范围内，物质效应显著地提高了电子中微子和电子反中微子出现通道的振荡几率，而对CP不对称性的分析则没有明显的改变.此外，有和没有无菌中微子的结果之间的分离并不那么显著，这也受到CP破坏相位的影响。比较这三个实验的结果，它们都有相似的特点，但在DUNE中的振荡概率的大小和分离稍大。
2020-06-15 hep-ph
Sterile neutrinos with neutrino telescopes
对轻无菌中微子的研究是由在短基线实验中意外观察到电子中微子出现而激发的，例如液体闪烁中微子探测器（LSND）和迷你助推器中微子实验（MiniBooster Neutrino Experiment）。鉴于这些意想不到的结果，一项利用自然和人为来源寻找光-质量平方差约为1 eV $^{2}$ -无菌中微子的活动正在进行中。在天然来源中，大气中微子提供了一个独特的门户，以寻找无菌中微子由于广泛的基线能量比，$L/E$，并存在显着的物质效应。由于大气中微子通量随能量迅速下降，研究其最高能量成分需要十亿吨级中微子探测器。这些探测器-通常被称为中微子望远镜，因为它们被设计用于观察微小的天体物理中微子通量-已经进行了光无菌中微子的搜索，迄今为止没有发现任何重要的信号。本文简要介绍了利用中微子望远镜在固态和液态水中寻找轻贫中微子的现状。
2021-11-05 hep-ph
Short- and long-baseline sterile neutrino phenomenology
在短基线中微子实验中观察到的几个异常现象表明，标准的3味框架可能是不完整的，并指向轻无菌中微子的存在。在这里，我们提出了一个简明的3+1计划，这是一个最小的扩展标准的3味框架与一个不育中微子物种的中微子振荡的状态。我们强调了LBL实验在寻找与不育中微子有关的CP破坏中的潜在作用及其与SBL实验的互补性。
2017-05-03 hep-ex hep-ph
Testing $ν$MSM with indirect searches
我们考虑中微子标准模型的最小扩展（$ν$ MSM），它通过在亚电弱区引入三个无菌中微子就可以解释活跃的中微子振荡（通过跷跷板I型机制），宇宙的重子不对称性（通过振荡的轻子生成）和暗物质现象（keV尺度的无菌中微子振荡形成暗物质）.我们估计了无菌中微子对各种轻子味和轻子数破坏过程的虚贡献。贡献太小，在探索$ν$ MSM时，间接搜索没有机会与直接测量竞争。
2015-08-10 hep-ph
Sterile neutrinos and indirect dark matter searches in IceCube
如果轻的无菌中微子存在并与活性中微子混合，这种混合将影响太阳中暗物质湮灭产生的高能中微子的传播。特别是，新的Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein共振可能会发生，导致一些活跃的中微子几乎完全转化为无菌状态。我们演示了如何削弱冰立方限制中微子捕获和湮灭在太阳和冰立方约束和直接检测或对撞机数据之间的潜在未来冲突可能会通过调用无菌中微子来解决。我们还指出，如果在未来的直接探测和对撞机实验中精确地测量出暗物质-核子散射截面和允许的湮灭通道，IceCube可以用来用来自暗物质湮灭的中微子来约束不育中微子模型。
2012-07-06 astro-ph.SR hep-ph
New parameter region in sterile neutrino searches: a scenario to alleviate cosmological neutrino mass bound and its testability at oscillation experiments
本文提出包含无毛中微子的方案以减轻宇宙学中微子质量限制，并首次评估了 IceCube 对倒序质量无毛中微子的灵敏度，证明该方案在振荡实验中具有可检验性。
2025-04-01 hep-ph
Multilepton and Lepton Jet Probes of Sub-Weak-Scale Right-Handed Neutrinos
我们提出了新的搜索，利用在大型强子对撞机的质量低于$M_W$，在那里他们可以产生在罕见的衰变标准模型规范玻色子的衰变无菌中微子的独特签名。我们表明，对于几个GeV级的不育中微子，大型强子对撞机实验可以探测混合角在$10^{-4}-10^{-3}$的水平，通过强大的搜索，寻找与位移轻子喷流的提示轻子。对于更高质量的无菌中微子，${\it i.e.}$，$M_N \gtrsim 15$ GeV，运行II可以在瞬发多轻子末态中探索类似的小混合角。这代表了对无菌中微子产生率的灵敏度提高了两个数量级。
2015-04-17 hep-ex hep-ph
Constraints on Decaying Sterile Neutrinos from Solar Antineutrinos
太阳中微子实验对$^8$ B中微子流中的$ν\to\overlineν$转换源高度敏感。在这项工作中，我们适应这些搜索到最近提出的解释LSND，MiniBooNE和反应堆异常的非最小无菌中微子模型。在太阳中产生的这种不育中微子，遵循衰变链$ν_4 \to νϕ\to νν\overlineν$与一个新的标量$ϕ$的结果在上限的中微子混合$|U_{e4}|^2$在每千分之一的水平。我们的结论是，所有异常的同时解释是在紧张与KamLAND，超级神冈，和Borexino限制太阳反中微子的通量。然后，我们提出了其他极小模型，违反宇称或轻子数，并讨论在每种情况下，我们的约束的适用性。根据现有的Borexino数据以及在添加Gd的Super-Kamiokande进行的未来检索，可以预期未来的改进。
2021-09-07 hep-ex hep-ph
Experimental bounds on sterile neutrino mixing angles
我们推导出左手性（“活跃”）和右手性（“不育”）中微子之间的混合的界限，提供从组合的中微子振荡数据和直接实验搜索不育中微子。我们证明，只要角θ_13不为零，任何味道的无菌中微子的混合都可以被显著抑制。这意味着，来自直接实验搜索的负面结果的无菌中微子寿命的下限可以放宽（在某些质量下的数量级）。我们还证明了PS191和CHARM实验对不育中微子的负搜索结果不直接适用于跷跷板模型。这些结果的重新解释提供了一个数量级更强的界限比以前在文献中讨论的无菌中微子寿命。我们讨论了中微子最小标准模型（NuMSM）的结果的影响。
2013-03-30 astro-ph.CO hep-ph
Search for Sterile Neutrinos at OPERA and other Long--Baseline Experiments
在CNGS束上进行的OPERA实验观测到了大气部分的μ介子到τ中微子振荡。基于这一结果，可能会对大质量无菌中微子的混合参数设定新的限制。本文给出了在3+1中微子框架下的初步分析结果。最后给出了在$ν_μ \rightarrow ν_e$通道中寻找不育中微子的最新进展。在其他长基线实验（MINOS在NuMI束和SuperK与大气通量）进行的无菌中微子搜索的状态也简要回顾。最后，讨论了一些个人观点。
2015-10-14 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrinos: An Introduction to Experiments
这篇论文是作为中微子物理学论文集的一个章节写的，供研究生学习。正文为那些对寻找无菌中微子感兴趣的人提出了重要的实验方法和问题。其他作者撰写的其他论文将介绍标准模型中的中微子，描述理论，并讨论探测器的细节，因此这些方面不在此列。然而，除了这些点，这是一个独立的教程实验研究的无菌中微子振荡，涵盖了这样的问题，如信号与限制，设计实验，并执行和解释全球拟合振荡数据。
2017-08-02 hep-ex hep-ph
Feasibility study of light sterile neutrino searches with a future NINJA-like detector
Ruđer Bošković Institute（鲁德·博什科维奇研究所）；Nagoya University（名古屋大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；Kobe University（神户大学）
本文研究未来J-PARC的NINJA类探测器在3+1框架下对eV量级惰性中微子的灵敏度，通过简化探测器响应分析不同楼层配置，发现SS层提供最强约束。
2026-06-29 hep-ex hep-ph
Future searches for light sterile neutrinos at nuclear reactors
我们研究了优化的绿色领域，两个基线反应堆实验的灵敏度，电子反中微子消失在寻找一个轻不育中微子。我们认为商业和研究反应堆，并确定为关键因素的距离最近的方法和探测器的能量分辨率。我们发现，总共5吨的探测器部署在一个商业反应堆与最近的办法25米，可以探测混合角$\sin^22θ$下降到$\sim5\times10^{-3}$左右$Δm^2\sim 1$ eV $^2$。在研究反应堆上部署的相同质量的探测器可以灵敏到$Δm^2\sim20-30$ eV $^2$，假设最接近的方法是3米和良好的能量分辨率，如预计的台山反中微子天文台。我们还发现，锂掺杂的反应器可以有效地提高灵敏度更高的$Δm^2$值。
2022-01-24 hep-ph
Impact of CP violation searches at MOMENT experiment with sterile neutrinos
本文研究了MOMENT实验在存在eV量级惰性中微子时的CP破坏搜索潜力，分析了3味和3+1味混合方案下CP相位$δ_{13}$和$δ_{14}$的灵敏度与重建能力。
2025-10-14 hep-ph
On the minimal active-sterile neutrino mixing in seesaw type I mechanism with sterile neutrinos at GeV scale
在GeV尺度的不育中微子能够解释活跃的中微子振荡通过跷跷板I型机制的兴趣已经表示在直接搜索的几个建议。考虑到这一活动，我们估计的最小值的不育活跃的混合角提供一个，两个，或三个不育中微子比D介子轻。
2013-12-10 hep-ph
Prospects of Light Sterile Neutrino Oscillation and CP Violation Searches at the Fermilab Short Baseline Neutrino Facility
我们研究了费米实验室的短基线中微子（SBN）实验计划对全球允许的（3+ $N$）无菌中微子振荡参数空间的检验能力。我们明确地考虑了（3+1）、（3+2）和（3+3）无菌中微子振荡情形的全局允许参数空间。我们发现，对于（3+1）、（3+2）和（3+3）方案，SBN可以探测到的$5σ$灵敏度分别超过目前允许的参数空间的85%、95%和55%，置信度分别为99%.在（3+2）和（3+3）两种情况下，CP破坏相出现在振荡概率项中，导致中微子和反中微子出现概率的显著差异。我们探讨SBN的敏感性，这些阶段的（3+2）的情况下，通过目前计划的中微子束运行，并调查潜在的改进，通过额外的反中微子束运行。我们表明，如果考虑反中微子曝光，对于（3+2）CP破坏相$ϕ_{54}$的最大值，SBN可能是第一个直接观察到与扩展轻子扇区相关的CP破坏的$\sim 2σ$暗示的实验。
2017-02-06 hep-ph
Long-lived Sterile Neutrino Searches at Future Muon Colliders
本文提出在未来高能μ子对撞机上利用U(1)_{L_μ-L_τ}对称性增强惰性中微子产生，并通过位移顶点方法搜寻长寿命左手征惰性中微子，给出可达质量与混合角探测范围。
2025-04-09 hep-ph
Sterile neutrinos at future long baseline experiments
在这次演讲中，我们回顾了无菌中微子搜索的现状，并讨论了未来长基线实验研究其性质的潜力。
2008-12-18 hep-ph
The role of the eROSITA all-sky survey in searches for sterile neutrino dark matter
我们首次研究了角自相关和互相关功率谱在宇宙X射线背景中鉴别无菌中微子暗物质的潜力。我们以即将发射的eROSITA卫星的性能为参考。主要的天体物理背景源对不育中微子衰变是活动星系核，星系的X射线双星，星系团。虽然不育中微子衰变总是次主导的自相关功率谱，它们可以有效地增强时，交叉相关的暗物质分布的示踪剂，如在2MASS目录中的星系。我们表明，计划为期四年的eROSITA全天空调查将提供足够大的光子统计数据，可能会产生非常严格的约束衰变寿命，使坚定地测试最近声称的3.56千电子伏的X射线线发现对几个集群和星系及其衰变的暗物质的解释。然而，我们也表明，为了充分利用潜在的eROSITA的暗物质搜索，它是至关重要的，以克服固有的散粒噪声限制星系目录作为示踪剂的暗物质分布。
2015-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Statistical interpretation of sterile neutrino oscillation searches at reactors
一个相当大的实验努力目前正在进行测试的持续提示振荡由于eV尺度的无菌中微子在各种反应堆中微子实验的数据。这些提示的统计显著性的评估通常基于威尔克斯定理，其中假设对数似然是$χ^2$分布的。然而，众所周知，威尔克斯定理的有效性的先决条件不满足中微子振荡实验。在这项工作中，我们推导出一个简单的渐近形式的实际分布的对数似然的基础上重新解释的问题，拟合高斯白噪声。从这种形式主义，我们表明，即使在没有一个不育中微子，期望值的混合角的极大似然估计仍然是非零的伴随着大的对数似然值。我们的分析结果，然后证实了玩具反应堆实验的数值模拟。最后，我们将这个框架应用到中微子4实验的数据中，并表明在2.6\，$σ$水平上拒绝了无振荡的零假设，与在Wilks定理适用的假设下获得的3.2\，$σ$相比。
2021-01-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
The LSND and MiniBooNE Oscillation Searches at High $Δm^2$
本文综述了LSND和MiniBooNE实验的结果。每个实验的主要目标是在质量区域中以$Δm^2 \sim 1$ eV $^2$灵敏地搜索中微子振荡。这两个实验是互补的，因此结果的比较可以带来关于无中微子模型的额外信息。两个实验都获得了$\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$振荡的证据，MiniBooNE也观察到了$ν_μ\rightarrow ν_e$过量。在本文中，我们回顾了这些实验的设计，分析和结果。然后，我们考虑在全球范围内的无菌中微子振荡模型的结果。最终的数据集需要一个比LSND接近尾声和MiniBooNE开始时想象的简单的单一无菌中微子模型更扩展的模型。我们发现，有两个不育中微子模型的数据集之间存在明显的不兼容性。然而，这些不兼容性可以用系统误差内的变化来解释。总的来说，有两个（或三个）不育中微子的模型似乎成功地拟合了全球数据，它们为未来的实验做出了有趣的预测。
2013-06-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Combining $ν_e$ Appearance and $ν_μ$ Disappearance Channels in Light Sterile Neutrino Oscillation Searches at Fermilab's Short-Baseline Neutrino Facility
最近，在短基线上观测到的中微子通量异常的一些实例，已经为我们的标准模型集合中添加新的中微子味道的假设提供了牵引力，尽管这些中微子味道与伙伴轻子无关。在LSND、MiniBooNE和离核反应堆很近的地方观察到的异常表明存在质量在$\sim1\text{eV}$尺度上的无菌质量态，这促使了进一步的研究。随后，费米实验室将主持一个短基线中微子（SBN）振荡计划，该计划将通过沿助推器中微子束线部署三个最先进的液氩探测器来交叉检查这些异常。通过逐事件的蒙特卡罗模拟研究，本文提出了短基线振荡的敏感性预测SBN在一个纯粹的统计基础上的范围内的3+1无菌中微子模型近似两味混合的基础。作为世界上第一个，在参数空间的3+1混合角$θ_{14}$和$θ_{24}$的敏感性，除了通过组合$ν_μ$消失和$ν_e$出现通道数据获得的敏感性。还提供了这两个单独通道的能谱和3+1振荡参数灵敏度预测。结果与费米实验室已经设想的参数空间灵敏度预测一致，达到了令人满意的程度。
2017-05-18 hep-ph
Heavy sterile neutrino in dark matter searches
惰性中微子是可能的暗物质候选者。我们在这里研究可能的检测机制，假设中微子的质量约为50千电子伏，并耦合到普通中微子。尽管这个中微子相当重，但它是非相对论性的，最大动能为0.1 eV。因此，需要新的实验技术来检测它。我们估计在以下情况下的预期事件率：i）在具有非常低的电子结合的材料的情况下测量电子反冲。ii）低温晶体测辐射热计。iii）在非常低的温度下自旋诱导的原子激发，导致特征光子谱。iv）观察电子俘获过程中原子核吸收反中微子的共振。v）超过β衰变系统终点能量的中微子诱导电子事件，例如KATRIN研究的氚衰变。
2018-03-07 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
BEST Impact on Sterile Neutrino Hypothesis
最近，巴克桑无菌跃迁实验（BEST）的结果证实了镓异常--在SAGE和GALLEX校准时缺乏电子中微子$ν_e$--统计显著性超过5 $\,σ$。这一结果与镓异常的解释是一致的，即电子中微子振荡成无菌中微子，$ν_s$。在这个解释范围内，BEST实验本身在中微子领域所有先前的异常结果中为不育中微子提供了最强有力的证据。我们结合镓实验的结果与搜索无菌中微子在反应堆反中微子实验（假设CPT守恒的$3+1$中微子部门）。虽然“镓”在模型参数空间中的最佳拟合点（无菌中微子质量平方$m_{ν_s}^2\approx 1.25\,$ eV $^2$，无菌电子中微子混合$\sin^22θ\approx 0.34$）被排除在这些搜索之外，但部分最受欢迎的2 $\,σ$区域与$m^2_{ν_s}>5\,$ eV $^2$是一致的。值得注意的是，NEUTRINO-4实验异常结果所宣扬的区域与BEST实验的区域重叠：联合分析的最佳拟合点是$\sin^22θ\approx 0.38$、$m_{ν_s}^2\approx7.3\,$ eV $^2$，有利区域将由KATRIN实验探索。对BEST结果的无菌中微子解释不仅意味着粒子物理学标准模型的扩展，而且意味着对标准宇宙模型和太阳模型的重大修改，或者对抑制早期宇宙和太阳中无菌中微子产生所需的无菌扇区进行特定修改。
2022-03-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Optimization of a Very Low Energy Neutrino Factory for the Disappearance Into Sterile Neutrinos
我们讨论短基线电子和μ子中微子消失搜索到不育中微子在一个非常低的能量中微子工厂（VLENF）与μ子能量之间约2和4 GeV。从反应堆实验中吸取的经验教训，如双中子和大亚湾，是使用近和远探测器具有相同的技术，以减少系统误差。因此，我们得出的物理结果，从一个组合的近-远探测器的配合，并说明截面x效率的不确定性，可以消除在一个自洽的方式。我们还包括设置的几何形状，即，衰变直线的延伸和μ子衰变运动学在近探测器处的相关性，我们证明了这些影响了Δ m^2 > 30 eV^2的灵敏度，其中振荡已经在近探测器中发生。与外观搜索相比，我们发现灵敏度取决于两个探测器的位置和μ子能量，其中近探测器应尽可能靠近源，远探测器在约500至800米。为了排除当前优选的参数区域，对于E_mu=2 GeV，每个极性至少需要10^19个有用的μ子衰变，或者，可以使用更高的μ子能量。
2012-04-12 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Dark Matter
我们审查不育中微子作为可能的暗物质候选人。本文在简要介绍中微子在宇宙学和粒子物理中的作用后，综述了无菌中微子暗物质的研究现状。首先，我们讨论的动机和限制，通过天体物理观测。其次，我们回顾了在早期宇宙中如何产生无菌中微子暗物质的不同机制。最后，我们概述了选择未来的实验室寻找千电子伏级的不育中微子，突出他们的实验挑战和发现潜力。
2018-10-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A Frequentist Simulation-Based Inference Treatment of Sterile Neutrino Global Fits
针对惰性中微子全局拟合中Wilks定理失效且传统试验方法计算量过大的问题，提出基于模拟的推论与机器学习结合的频率派框架，在降低计算成本的同时实现更稳健的全局拟合。
2025-09-18 hep-ex hep-ph
BEST sensitivity to O(1) eV sterile neutrino
中微子振荡实验中的许多异常结果可以归因于~1 eV无菌中微子的干扰。专门设计用于全面探索镓异常的Baksan无菌过渡实验（BEST）将于明年开始。本文研究了BEST在寻找无菌中微子和电子中微子混合体中的灵敏度。然后，进行所有的镓实验（SAGE，GALLEX，BEST）的组合分析，我们发现在模型参数空间（不育中微子质量和混合角），这将被排除，如果BEST同意没有不育中微子假设的区域。对于相反的情况下，如果BEST观察到的信号，因为它遵循从无菌中微子解释的镓（SAGE和GALLEX）异常，我们展示了如何BEST将改善目前的模型参数的估计。
2016-02-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Extending the sensitivity of heavy sterile neutrino searches with solar neutrino experiments
Tsinghua University（清华大学）；Center for High Energy Physics, Tsinghua University（清华大学高能物理中心）；Key Laboratory of Particle & Radiation Imaging (Tsinghua University), Ministry of Education, China（教育部粒子与辐射成像重点实验室（清华大学））
本文通过太阳中微子实验探索重中微子搜索的灵敏度，结合两种检测方法以提高对ν_H的观测能力。
2026-08-04 hep-ex hep-ph
Displaced vertices as probes of sterile neutrino mixing at the LHC
我们调查的范围在大型强子对撞机探测轻不育中微子位移顶点。我们关注的是质量为$m_{N} \sim $（5-30）GeV的无菌中微子$N$，它产生于标准模型规范玻色子的罕见衰变中，并在LHC探测器的内部跟踪器中衰变。与提示轻子伴随的$N$位移顶点触发的策略，并考虑与之相关的带电轨道，我们表明，13 TeV的大型强子对撞机与$3000$ /FB是能够探测活性无菌中微子混合下降到$|V_{lN}|^2\approx 10^{-9}$，与$l=e,μ$，这是一个改进的四个数量级时，从三轻子和建议轻子喷流搜索目前的实验极限相比。在存在$τ$混合的情况下，可以访问低至$|V_{τN}|^2 \approx 10^{-8}$的混合角。
2018-08-03 hep-ex hep-ph
Light Sterile Neutrinos
我们回顾了轻无菌中微子搜索的现状，由原来的短基线（SBL）异常的动机。在这里，我们讨论了如何不育中微子属性可以约束不同类型的中微子振荡实验（考虑出现或消失的探针在不同的振荡通道）和非振荡测量。后者包括旨在获得中微子质量绝对尺度值的实验（$β$衰变探针）和我们可以从宇宙学观测中获得的间接约束。
2021-10-20 hep-ph
Are there sterile neutrinos at the eV scale?
对核反应堆发射的反中微子通量的新预测表明，反应堆实验可能已经测量到反中微子通量的不足，这可以用已知的活跃中微子和新的无菌状态之间的振荡来解释。基于这一观察，我们在一个或两个惰性中微子的框架下对全球短基线中微子振荡数据进行了重新分析。虽然一个无菌中微子仍然不足以调和反应堆实验和LSND和MiniBooNE实验与其他搜索的零结果所建议的信号，我们发现，与新的反应堆通量预测，全球拟合大大提高时，假设存在两个无菌中微子。
2011-03-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
How to find sterile neutrinos ?
我们描述了一个扩展的标准模型（$ν$ MSM）的三个轻单态马约拉纳费米子-不育中微子，它允许同时解决的问题，中微子振荡和暗物质和重子不对称的宇宙。我们讨论了这些新粒子可以在天体物理学，实验室和加速器实验中搜索的方法。
2007-06-13 hep-ph
Search for Sterile Neutrinos at Long and Short Baselines
中微子物理学目前至少有四个主要成分缺乏知识。其中之一是在1 eV左右的质量尺度上是否存在新的无菌中微子态。解决这一点应该是中微子社区的最高优先级。我们将讨论用加速器在长基线和短基线上进行无菌中微子实验搜索的最新技术。
2016-04-22 hep-ph
Probing the Nature of Heavy Neutral Leptons in Direct Searches and Neutrinoless Double Beta Decay
该研究分析DUNE等未来直接搜寻与LEGEND-1000无中微子双β衰变的互补性，以统计方法联合判别约1 GeV以下HNLs的Majorana或准Dirac本质及CP破坏相位。
2025-01-09 hep-ph
