A submission to the 2020 update of the European Strategy for Particle Physics on behalf of the COMET, MEG, Mu2e and Mu3e collaborations
带电轻子味道违反(cLFV)过程提供了对新物理学的深入探索,发现了一系列新的物理模型--超对称性、希格斯双重态、额外维度,特别是解释中微子质量等级和宇宙通过轻子生成的物质-反物质不对称性的模型。cLFV最灵敏的探针利用高强度μ子束来搜索$μ\rightarrow e$跃迁。我们总结了目前在PSI,费米实验室和J-PARC正在建设的μ子cLFV实验的状态。这些实验提供了接近O($10^4$)TeV/c $^2$的有效新物理质量尺度的灵敏度。进一步的改进是可能的,下一代实验,使用PSI,费米实验室和J-PARC的升级加速器设施,可以在未来十年内开始数据采集。在大型强子对撞机的发现中,他们可以区分不同的模型;即使没有直接的发现,他们也可以建立新的物理学。这些实验补充和扩展了LHC的搜索。
2018-12-16 hep-ex
GPU Tracking in the COMET Phase-I Cylindrical Drift Chamber
研究了在COMET Phase-I实验中利用GPU加速的寻轨方法对无中微子μ介子衰变产生的电子进行追踪。在圆柱形漂移室内,三分之一的信号电子轨迹由多个转弯组成,其中每个转弯分区的正确命中分配在寻轨中是重要的。扫描所有可能的位置和动量轨迹种子可以解决命中转弯分配问题,具有很高的鲁棒性,但需要巨大的计算成本:初始轨迹种子$(θ,z,p_x,p_y,p_z)$具有广泛的不确定性,所以存在许多种子,应该进行比较。在本文中,这个大规模计算的问题可以通过以下方式来缓解:1)使用GPU并行计算Runge-Kutta-Nyström轨迹传播,以及2)使用Hough变换和检测器几何形状对种子进行初始猜测。与CPU相比,计算速度的提高也被提出。
2019-10-24 hep-ex physics.ins-det
Lepton flavor violations in SUSY models for muon $g-2$ with right-handed neutrinos
我们考虑超对称(SUSY)模型的μ子$g-2$异常没有味道违反群众在树的水平。该模型可以避免LHC的约束和Stau-Higgs势中的真空稳定性约束。虽然在最小超对称标准模型框架下不能诱导出大的味道破坏过程,但是一旦采用跷跷板模型,就可以诱导出诸如$μ\to e γ$和$μ\to e$转换等大的轻子味道破坏过程.这些LFV过程将在未来的实验中观察到,如MEG-II,彗星和μ 2 e,如果右手中微子比$10^9$ GeV更重的成功leptogenesis的动机。这个结论是有点模型独立,因为希格斯双重需要有大的软超对称性破缺质量,导致味道违反slepton部门通过中微子汤川相互作用。
2022-05-19 hep-ex hep-ph
Physics with charm particles produced in neutrino interactions. A historical recollection
给出了中微子与粲粒子相互作用的结果。
2012-03-13 hep-ex
Observation of Tau Neutrino Interactions
DONUT实验分析了核乳胶靶中记录的203种中微子相互作用。衰变搜索发现了四个τ中微子相互作用的证据,估计背景为0.34个事件。此数字与标准模型的预期一致。
2000-12-14 hep-ex
Neutrino Interactions
这份手稿总结了关于中微子相互作用的三个系列讲座。讲座从教学基础开始,然后探讨当前和未来中微子振荡和横截面实验的兴趣主题。
2008-04-24 hep-ex
Neutrino Energy Estimation in Neutral Current Interactions and Prospects for Sterile Neutrino Searches
现代中微子探测器,特别是SBN和DUNE的大型液氩时间投影室(LAr TPC),提供了关于GeV尺度相互作用的前所未有的信息量。利用LAr热光子晶体优异的空间分辨率和量热分辨率以及较低的跟踪阈值,我们提出了一种估算中性流相互作用中中微子能量的新方法。这种方法对寻找无菌中微子有潜在的影响;它允许在中性流中微子能谱中观察由于无菌中微子引起的振荡而导致的光谱畸变。作为一个例子,我们使用这种方法进行了分析,在3+1模型下,在SBN的中性电流通道中的无菌中微子的唯磁灵敏度。
2021-03-23 hep-ex
Neutrino Interaction Physics in Neutrino Telescopes
中微子望远镜可以通过对带电次级粒子产生的切伦科夫辐射的一小部分进行采样来观察从GeV能量开始的中微子相互作用。这些实验仪器体积足够大,可以收集到TeV量级的大量中微子样本以及PeV量级的小样本。中微子望远镜的这种独特能力已经被用来研究中微子在各种能量之间的相互作用,而这些能量是人造光束无法获得的。在这里,我们介绍了IceCube,在操作中最成熟的中微子望远镜获得的方法和结果,并提供了什么样的未来在这一领域的一瞥。
2021-12-09 hep-ex
Development and property study of the $12 μ$m thick straw tubes with a diameter of 5 mm for the COMET Straw Tracker System
针对 COMET 实验 Phase-II 的高束流强度需求,研究开发直径 5 mm、厚 12 μm 的 straw 管,并分析其机械性能以满足 STS 效率与分辨率要求。
2024-12-07 hep-ex physics.ins-det
Coherent Neutrino-Nucleus Scattering and new Neutrino Interactions
我们探讨了潜在的探测新的中微子物理与未来的实验测量相干中微子核散射。具有高统计量的实验应该很快变得可行,并允许以前所未有的精度约束参数。利用未来探测反应堆中微子实验的基准装置,我们研究了中微子非标准相互作用和新的奇异中性流(标量,张量等)的敏感性。与费米相互作用相比,可以探测新相互作用的百分和千分能级强度,对于某些可观测量,可以取代未来中微子振荡实验的限制,最多可达两个数量级。
2017-03-12 hep-ex hep-ph
Electromagnetic interactions of neutrinos in processes of low-energy elastic neutrino-electron scattering
在自由电子近似下,讨论了低能弹性中微子-电子散射过程中电子的能量分布和角分布。在三中微子混合的假设下,考虑了大质量中微子的毫荷矩、磁矩、电矩和阿那普尔矩的影响,以及中微子从源到探测器的味道变化。讨论了中微子电磁相互作用在电子能量和角度分布中的足迹。
2017-11-01 hep-ex hep-ph
Searching for BSM neutrino interactions in dark matter detectors
中微子标准模型(BSM)之外的相互作用在理论上有很好的解释力,对未来中微子振荡的精确测量有重要影响。在这项工作中,我们研究了一个多吨级的液体氙暗物质探测器配备了强辐射中微子源的各种BSM中微子-电子相互作用的灵敏度。我们考虑传统的非标准相互作用(NSIs),其他更广义的四费米子相互作用,包括标量和张量形式,以及光玻色子介导的相互作用。这项工作表明,通过现实的实验设置,人们可以对这些BSM中微子-电子相互作用达到前所未有的灵敏度。
2019-08-02 hep-ex hep-ph
Testing non-standard neutrino interactions in (anti)-electron neutrino disappearance experiments
我们搜索标量和张量的非标准相互作用使用(反)电子中微子消失的振荡数据。我们发现一个轻微的偏好非零CP破坏,来自张量和标量相互作用。与标准中微子振荡情景相比,大亚湾低能数据导致了CP破坏的倾向,其重要性在全球分析中达到了$\sim1.7σ$(当只考虑中等基线反应堆数据时,达到了$\sim2.1σ$)。
2021-07-16 hep-ex hep-ph
Neutrino Interactions
用于研究中微子振荡的极高强度中微子束的出现,也使得新一代实验成为可能,这些实验将以前所未有的精度研究中微子在不同原子核上的相互作用。用中微子作为核子结构的探针提供了其他探针所不能提供的独特信息。此外,对中微子相互作用截面和最终态的更好理解将减少中微子振荡实验中的系统不确定性。最近的相互作用测量中微子能量在500兆电子伏到几个GeV的能量范围内的审查将给出,重点是准弹性散射。
2011-11-11 hep-ex nucl-ex
Atmospheric Neutrino Charged-Current Interactions at Large Liquid-Scintillator Detectors: I. Physics of Neutrino-Antineutrino Discrimination
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院高能物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学)
研究大气中微子电荷电流相互作用在大型液态闪烁体探测器中的鉴别物理,分析中微子与反中微子相互作用的特征及鉴别性能,为确定中微子质量顺序提供基础。
2026-05-13 hep-ex hep-ph
Status of non-standard neutrino interactions
中微子振荡现象已经被确立为中微子味跃迁背后的主要机制,为中微子是大质量的和轻子味是混合的提供了坚实的实验证据。在这里,我们回顾次领先的中微子味转变的影响,称为非标准中微子相互作用,这是目前最探索的描述超出了标准的中微子振荡的范例。特别是,我们报告的现象学的非标准中微子相互作用和他们的实验和现象学的界限,以及未来的灵敏度和发现达到。
2013-03-19 hep-ex hep-ph
Neutrino physics and non-standard interactions
在大多数超越标准模型的新物理学的提议中,中微子有新的相互作用,其中一些具有现象学后果,尽管目前它们看起来纯粹是学术性的,但在未来的中微子实验中可能必须考虑到这些后果。在这里,我们表明,新的相互作用可能意味着错误识别的中微子的味道,和实验能力,以区分中微子从反中微子。
2022-07-01 hep-ex hep-ph
The NEUT Neutrino Interaction Simulation
NEUT是一个中微子-原子核相互作用的模拟。它可用于模拟能量在100 MeV到几TeV之间的中微子的相互作用。NEUT还能够模拟核内的强子相互作用,并用于模拟探测器模拟中粒子传播的核子衰变和强子-核相互作用。本文描述了所建模的交互的范围以及如何实现每个交互。
2021-08-25 hep-ex hep-ph
Non-Standard Neutrino Interactions at a Muon Collider Neutrino Detector
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步加速器);Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine(加州大学尔湾分校物理与天文系);Centre for Cosmology, Particle Physics and Phenomenology (CP3), UCLouvain(天主教鲁汶宇宙学、粒子物理与现象学中心);Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理系);Center for Particle Physics Siegen, University of Siegen(锡根大学粒子物理锡根中心);PITT PACC, Department of Physics and Astronomy, University of Pittsburgh(匹兹堡大学物理与天文系皮特粒子物理与宇宙学中心)
本文探讨了在μ子对撞机中利用前向中微子探测器研究非标准中微子相互作用的可能性,通过高能中微子通量和精确的中微子味组成实现超越现有实验的灵敏度。
2026-05-08 hep-ex hep-ph
Search for neutrino non-standard interactions with ANTARES and KM3NeT-ORCA
中微子在物质中传播过程中的非标准相互作用会导致标准3-中微子框架中预期的中微子振荡出现显著偏差。这些额外的相互作用将导致中微子望远镜可观测到的异常中微子通量。位于地中海深渊的ANTARES探测器及其下一代继任者KM 3 NeT有可能测量来自非标准中微子相互作用的中微子振荡中的次主导效应。在这方面的贡献,一个可能性为基础的搜索与10年的大气μ介子中微子数据记录与ANTARES报告和敏感性预测为KM 3 NeT/ORCA,现实的探测器模拟的基础上,显示。在NSI $μ- τ$扇区中使用ANTARES获得的界限构成了迄今为止最严格的界限。
2021-07-29 hep-ex hep-ph
Effects of Neutrino-Ultralight Dark Matter Interaction on the Cosmic Neutrino Background
本文研究了超轻暗物质与惰性中微子相互作用通过活性-惰性混合对宇宙中微子背景的影响,发现该作用会引起中微子质量的红移依赖性,需重新解释质量总和限制,并可能改变早期宇宙中微子质量排序及PTOLEMY类实验的事件率。
2024-06-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Final State Interactions Effects in Neutrino-Nucleus Interactions
末态相互作用的影响进行了讨论的背景下,中微子-核相互作用的蒙特卡罗模拟。形成时间的作用进行了解释和几种模型描述这种效果进行了比较。评述了对FSI效应敏感的各种观测量,包括π-核相互作用和后半球强子产额。本文介绍了NuWro Monte Carlo中微子事件发生器,并论证了它理解$\sim 1$ GeV中微子通量实验中中性电流$π^0$产生数据的能力。
2012-02-19 hep-ex hep-ph nucl-th
Dark Matter-Neutrino Interaction in Light of Collider and Neutrino Telescope Data
本文在简化模型的框架下研究了DM-中微子相互作用。这种相互作用的现象学推导。我们还从LHC和中微子望远镜上研究了DM-中微子相互作用的束缚。我们发现,对于标量暗物质的情况下,大型强子对撞机给出了一个更强的约束上的暗物质湮灭截面比中微子望远镜。然而,对于费米子暗物质的情况下,中微子望远镜的界限更严格的暗物质质量,$\gtrsim 200$兆电子伏。在较低DM质量的情况下,中微子望远镜提供了更好的边界为轻介质,而对撞机边界是更好的重介质。可能的UV完成的简化模型进行了简要讨论。
2018-06-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrino electromagnetic interactions: a window to new physics
本文综述了中微子电磁相互作用的理论和唯象,它们为我们探索超越标准模型的物理提供了强有力的工具。在单光子近似下,导出了Dirac和Majorana中微子电磁相互作用的一般结构,讨论了中微子电磁相互作用在地球实验和天体物理环境中的作用.我们提出了中微子电磁性质的实验界限,并将它们与超越标准模型的理论预言相对抗。
2015-07-02 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Multinucleon ejection model for Meson Exchange Current neutrino interactions
本文提出了一个描述介子交换流中微子相互作用的核子对或核子三重态的模型。该模型可以很容易地实现在蒙特卡罗中微子事件发生器。它可以帮助识别真实的电荷流准弹性事件,并能更好地确定中微子振荡实验中中微子能量重建的系统误差
2013-12-01 hep-ex hep-ph nucl-th
Measurement of nuclear effects in neutrino interactions with minimal dependence on neutrino energy
我们提出了一个唯象研究的中微子带电电流相互作用中的核效应,在独家测量中使用横向运动学的不平衡。新的观测量与中微子能量的依赖性最小的建议,研究准弹性散射,特别是共振的产生。它们应该能够对中微子-和反中微子-核相互作用中的核效应提供直接约束。
2016-07-13 hep-ex hep-ph nucl-ex
Nonstandard interactions in solar neutrino oscillations with Hyper-Kamiokande and JUNO
从KamLAND和太阳中微子数据测量太阳中微子质量平方差有些不一致,可能是由于物质中的非标准中微子相互作用。我们发现,太阳中微子的天顶角分布在超神冈和反应堆反中微子的能谱在JUNO可以最终证实的差异,并检测到新的中微子相互作用。
2017-04-16 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Neutrino-nucleus interactions as a probe to constrain double-beta decay predictions
我们建议用带电中微子-核相互作用作为探测无中微子双β衰变中许多虚跃迁的探针。通过对初始核和最终核分别进行中微子和反中微子相互作用的研究,人们可以得到双β衰变过程中涉及的两个分支的信息。对这种反应的测量有助于进一步限制双β衰变对半衰期的预测。
2005-01-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
High-energy neutrino-nucleus interactions
结合中微子振荡实验和超高能宇宙中微子相互作用,讨论了高能中微子与核的相互作用。当前中微子振荡测量的最大系统误差来自中微子-核相互作用部分,准确理解它对于高精度中微子物理,即研究轻子扇区的CP破坏至关重要。根据中微子束的能量,准弹性,共振,Regge,或/和深度非弹性散射(DIS)过程有助于中微子截面。希望能有一个结合各种理论描述的程序来计算任意运动学范围内的中微子-核截面。另一方面,IceCube合作开始获得$10^{15}$ eV范围内的截面数据,因此有必要了解人工轻子加速器能量范围之外的超高能中微子相互作用。对于未来精确的中微子物理学,包括CP测量,也有必要了解准确的核修正。目前的状况是解释核修正DIS结构功能。本文还讨论了在核子和原子核内寻找引力源,即夸克胶子能量动量张量的矩阵元的可能性。它们可以通过中微子相互作用进行探测,而不需要用高强度中微子束直接回应超弱的“引力相互作用”,可能在未来的中微子工厂中,通过使用强子层析成像技术。
2018-10-17 hep-ex hep-ph nucl-ex
Probing Secret Interactions of Astrophysical Neutrinos in the High-Statistics Era
中微子有相当大的自相互作用吗?他们可能会。实验室的限制很弱,因此在天体物理环境和早期宇宙中可能会产生强烈的影响。中微子望远镜的观测可以提供一个独立的中微子自(“秘密”)相互作用的探测,因为源是遥远的,宇宙中微子背景介入。我们定义了一个路线图,使决定性的进展,测试秘密中微子相互作用的光介体。这一进展将通过IceCube-Gen 2对高能天体物理中微子的观测来实现。关键是我们对理论的全面处理,考虑到以前被忽视或过于近似的影响,以及包括现实的检测物理。我们表明,IceCube-Gen 2可以实现中微子天文学的全部潜力,用于测试中微子自相互作用,对宇宙学相关的相互作用模型敏感。为了促进即将进行的研究,我们发布了nuSIProp,这是一个代码,也可以用于研究来自各种来源的中微子自相互作用。
2021-10-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Constraints on New Neutrino Interactions via Light Abelian Vector Bosons
我们通过轻阿贝尔矢量玻色子计算了额外中微子相互作用的新约束,其中玻色子质量来自Stuckelberg机制。我们使用的要求,$Z$,$W$,和K介子衰变,以及电子中微子散射,不改变的新的相互作用超出了实验的不确定性所允许的。这些约束很强,适用于亲中微子的暗物质,其中中微子和暗物质通过新的规范玻色子的相互作用很重要。特别是,我们表明,中微子相互作用需要解决的小尺度结构问题,在$Λ$ CDM宇宙学模型的约束。
2014-06-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex