A Simulation-Based Inference Evaluation of Tension Between MicroBooNE and MiniBooNE Results in a 3+1 Sterile Neutrino Global Fit
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Texas A&M University(德克萨斯农工大学)
本文通过模拟推理框架评估微 Booster 和 MiniBooNE 数据集之间的张力,发现3+1中性子模型在解释数据时存在显著矛盾,但通过修正归一化差异后张力有所缓解,提示模型局限性和系统误差的影响。
2026-03-16 hep-ex
Status of the MicroBooNE Low Energy Excess Search
MicroBooNE是一个中微子实验,它利用了位于费米实验室助推中微子束(BNB)轴上的液氩时间投影室(LArTPC)。该实验的主要目标之一是寻找位于BNB中MicroBooNE下游的MiniBooNE实验所看到的过量低能电磁类事件。随着MicroBooNE接近完成其首次单电子和单光子类搜索,这些程序介绍了截至2020年初夏MicroBooNE的低能过量搜索的状态。除了介绍分析方法的概述外,我们还展示了$π^0$校准和e/ $γ$分离的结果,以及旨在验证低能信号区域外分析进展的边带的样本结果。
2020-12-15 hep-ex
Experimental and Phenomenological Investigations of the MiniBooNE Anomaly
本论文通过MicroBooNE实验分析、3+1模型联合拟合、重中性轻子唯象解释及Coherent CAPTAIN-Mills实验展望,多维度探究MiniBooNE低能超出的起源与新物理解释。
2023-08-23 hep-ex hep-ph
MiniBooNE and MicroBooNE Combined Fit to a 3+1 Sterile Neutrino Scenario
这封信介绍了MiniBooNE实验在一个完整的“3+1”方案中的结果,其中一个无菌中微子被引入到三个活性中微子的图片中。除了在短基线处出现电子中微子外,这种情况还允许增强中微子束中的μ子中微子和电子中微子通量消失,这是MicroBooNE实验所共有的。我们提出了3+1拟合的MiniBooNE电子(反)中微子和μ子(反)中微子数据单独,并结合MicroBooNE电子中微子数据。采用排他性CCQE分析(包含性分析)的组合拟合的最佳拟合参数为$Δm^2 = 0.29 eV^2 (0.33 eV^2)$、$|U_{e4}|^2 = 0.016 (0.500)$、$|U_{μ4}|^2 = 0.500 (0.500)$和$\sin^2(2θ_{μe})=0.0316 (1.0)$。将无振荡情景与3+1模型进行比较,数据更倾向于具有$Δχ^2/\text{dof} = 24.7 / 3 (17.3 / 3)$的3+1模型,这是假设Wilks定理给出的渐近近似的$4.3σ(3.4σ)$偏好。
2022-09-09 hep-ex hep-ph nucl-ex
Requirements on common solutions to the LSND and MiniBooNE excesses: a post-MicroBooNE study
在MiniBooNE(MB)实验中观察到的类电子事件过量的强烈统计意义,以及在液体闪烁体中微子探测器(LSND)中观察到的早期类似过量,当结合最近的MicroBooNE结果进行解释时,可能会使我们达到新物理发现的尖端。这导致了许多试图通过超越标准模型(SM)的物理学来理解这些观察结果的尝试,无论是单独的还是结合的。我们提供了一个概述的现状,并讨论了三个主要类别下的许多新物理学的建议。同样的新的、非振荡的物理学解释这两种异常的可能性导致了新的限制和要求。我们在这项工作中关注的一类重要的常见解决方案是由探测器中产生的重${\cal O}$(MeV $-$ sub-GeV)无菌中性费米子组成(通过入射μ子中微子的上散射),随后衰变为光子或模仿观察到的信号的$e^+e^-$对。这样的解决方案受到来自以下方面的强烈要求:a)将在LSND和MB两者中产生足够数量的总事件的截面要求,b)由在两个实验中测量的能量和角分布强加的要求,以及最后,c)新物理模型及其粒子内容与来自粒子物理实验的不同束的其它边界的一致性和兼容性。我们发现,这些标准往往把建议的解决方案拉向不同的方向,并严格限制了可行的建议,可以解决这两个异常。我们的结论是相关的一般搜索新的物理和正在进行的观测和分析的MicroBooNE实验。
2022-07-09 hep-ex hep-ph
Implications for new physics solutions to the LSND and MiniBooNE anomalies after MicroBooNE results
Cairo University(开罗大学);Harish-Chandra Research Institute(哈里什-昌德拉研究所);Amity School of Engineering and Technology, Amity University Hyderabad(海德拉巴阿米蒂大学工程与技术学院);School of Physics, University of Hyderabad(海德拉巴大学物理学院)
本文结合MicroBooNE实验结果,探讨LSND和MiniBooNE中微子异常的新物理解释,提出轻暗中性赝标量媒介子的可行方案,建议搜索非相干散射道以明晰异常背后的物理。
2026-10-14 hep-ex hep-ph
MicroBooNE
MicroBooNE实验是一个170吨重的液态氩时间投影室(LArTPC),将于2013年在费米实验室开始运行。它的主要物理目标是探索MiniBooNE实验所看到的事件的低能量过剩,这是研发的下一步,使LAr成为未来大型中微子探测器的可行选择。本次演讲概述了MicroBooNE实验,重点介绍了光收集系统和最新技术进展。
2011-10-07 hep-ex physics.ins-det
Neutrino Interactions in MicroBooNE
MicroBooNE是一个基于液氩的中微子实验,于2015年10月开始收集费米实验室助推器中微子束的数据。该实验的物理目标包括探测MiniBooNE中异常过量电子事件的来源。除此之外,MicroBooNE正在执行一项广泛的截面物理方案,这将有助于探索中微子-核子相互作用和核效应的现行理论。这些会议记录总结了MicroBooNE的中微子截面分析的现状。
2017-05-13 hep-ex physics.ins-det
Search for an Anomalous Excess of Single Photons in the MicroBooNE Neutrino Experiment
本论文利用MicroBooNE液氩时间投影室实验,通过搜索中性流Delta辐射衰变产生的单光子,探究低能电磁簇射反常超出是否由光子组成,观测结果与预期一致,但未排除无质子活动的额外单光子来源。
2025-06-23 hep-ex
First Search for Dark Sector $e^+e^-$ Explanations of the MiniBooNE Anomaly at MicroBooNE
MicroBooNE 利用 BNB 曝光数据直接检验暗中微子衰变产生 $e^+e^-$ 对解释 MiniBooNE 反常的模型,并在95%置信水平下排除其大部分可行参数空间。
2025-02-15 hep-ex
Comment on "Event Excess in the MiniBooNE Search for $\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$ Oscillations"
关于“MiniBooNE搜索$\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$振荡中的事件过多”的评论
2010-11-07 hep-ex
A new investigation of electron neutrino appearance oscillations with improved sensitivity in the MiniBooNE+ experiment
我们建议在现有的MiniBooNE探测器中添加闪烁体,以测试MiniBooNE低能量过剩的中性电流/充电电流(NC/CC)性质。闪烁体将使2.2 MeV的$γ$的重建中子捕获质子中微子相互作用。在观察到振荡过剩的低能CC相互作用中,关联中子的概率应小于10%。这与NC背景相反,NC背景在大约50%的事件中应该有相关的中子。我们将用$ν_μ$ CC和NC事件测量这些中子分数,以消除系统的不确定性。该中子分数测量需要将靶上的$6.5\times10^{20}$质子输送至MiniBooNE,并添加闪烁体,以将振荡过量的显著性增加至超过$5σ$。MiniBooNE的这一新阶段还将使其他重要的研究成为可能,例如通过NC弹性散射的核子自旋结构($Δs$),通过$\numu ^{12}C \rightarrow μ^{-} ^{12}N_\textrm{g.s.}$散射的中微子通量的低能测量,以及中微子能量重建中准弹性假设的测试。这些主题将在未来5年内以适度的成本产生重要的、高引用率的结果,并将有助于训练博士。学生和博士后。该企业提供补充信息,从即将到来的液体氩为基础的MicroBooNE实验。此外,MicroBooNE计划在2014年初接收中微子,并且向MiniBooNE提供光束的额外成本很小。
2013-10-02 hep-ex
Search for a Low Energy Excess in MicroBooNE
微助推中微子实验(MicroBooNE)是一个液态氩时间投影室(TPC)实验,设计用于短基线中微子物理学,目前在费米实验室运行。它旨在解决MiniBooNE实验观察到的低能事件的异常过剩。最近的进展,对低能量事件的搜索带来了开发全自动的事件选择算法,以确定带电电流电子中微子事件的候选人没有π介子和至少一个质子在最终状态($ν_e~\text{CC} 0π\text{N}p$)使用潘多拉多算法模式识别。到目前为止,已经研究了几个交叉检查和边带,以验证分析。
2019-05-14 hep-ex physics.ins-det
Constraining Muon Internal Bremsstrahlung as a Contribution to the MiniBooNE Low Energy Excess
使用$ν_μ$带电电流事件的干净标记的数据样本,证明了在MiniBooNE $ν_μ\to ν_e$分析中准确模拟了此类事件被错误识别为$ν_e$的速率。这种错误的识别,这可能会产生从μ介子内部韧致辐射,被果断地排除了作为一个来源的低能量电子类事件中报道的MiniBooNE搜索$ν_μ\to ν_e$振荡。这反驳了最近一篇论文的结论,该论文假设硬韧致辐射可以形成MiniBooNE $ν_e$样品的实质性背景。
2007-10-22 hep-ex
New MiniBooNE Results
费米实验室的MiniBooNE实验旨在对中微子振荡的LSND证据进行确定性测试,最近报告了在μ子-中微子助推器束中寻找电子-中微子外观的第一个结果。在较高的能量下没有观察到显著的过量事件,但在较低的能量下观察到相当大的过量事件。在高能量下没有多余的能量,这使得MiniBooNE可以排除简单的双中微子振荡来解释LSND信号。然而,在较低的能量过剩目前是无法解释的。分析了费米实验室MiniBooNE探测器测量的NuMI束线中微子的新数据集。MiniBooNE中NuMI中微子相互作用的测量为离轴束概念提供了明确的原理证明,该概念计划用于未来的中微子实验,如T2 K和NOvA。此外,它补充了第一次振荡的结果,并将有助于确定是否较低的能量过剩是由于背景或新的物理。讨论了Booster束线低能过剩的再分析结果和NuMI束线中微子相互作用的测量结果。MiniBooNE在能量区域$200 < E_ν < 475$ MeV中观察到无法解释的过量$128.8 \pm 20.4 \pm 38.3$电子类事件。NuMI数据样本目前具有与$ν_{e}$事件相关的较大系统误差,但显示出过量的迹象。
2009-07-22 hep-ex
MicroBooNE and its Cross Section Measurement
微助推中微子实验(MicroBooNE)是一个基于液氩时间投影室(LArTPC)技术的短基线中微子实验,最近完成了费米实验室助推中微子束的第一年数据采集。它的目的是解决MiniBooNE中电磁末态事件的异常过剩,测量中微子-氩相互作用截面,并为未来的LArTPC实验提供相关的研发,如DUNE。在这些程序中,我们提出了第一个重建的米歇尔电子从宇宙μ子衰变的能谱,第一个运动学分布的候选μ子轨道从$ν_μ$ -氩带电电流相互作用,和演示的电磁簇射重建从$π^0$ s产生的$ν_μ$ -氩带电电流相互作用。结果表明,第一个完全自动化的重建和选择算法在一个大型LArTPC,并作为未来测量的基础。
2017-05-22 hep-ex physics.ins-det
MicroBooNE Investigation of Low-Energy Excess Using Deep Learning Algorithms
MicroBooNE是费米实验室的一个中微子实验,由助推中微子束(BNB)中的液态氩时间投影室组成。该实验旨在研究同样位于BNB的MiniBooNE实验所观察到的电子中微子事件的过量,这是新的非标准模型物理学(如无菌中微子)的潜在证据。我讨论的MicroBooNE探测器内的低能量电子中微子相互作用的搜索状态。该分析采用传统重建方法的混合方法以及卷积神经网络(CNN)的使用,卷积神经网络是一种非常擅长模式识别的深度学习算法。我描述了事件的识别和CNN的使用方式。我还概述了我们解决将CNN应用于检测器数据的方法,CNN是在模拟数据上训练的。
2017-10-02 hep-ex physics.ins-det
Search for an anomalous excess of charged-current quasi-elastic $ν_e$ interactions with the MicroBooNE experiment using Deep-Learning-based reconstruction
我们提出了一个测量的$ν_e$的相互作用率的MicroBooNE探测器,解决所观察到的MiniBooNE异常低能量过剩(LEE)。所采取的方法隔离中微子相互作用与带电电流准弹性(CCQE)事件的运动学一致。这种信号事件的拓扑具有1个电子、1个质子和0个介子的终态($1e1p$)。采用多种新颖技术来识别$1e1p$最终状态,包括使用基于深度学习的图像识别的两种方法的粒子识别,以及使用经训练以识别两体散射运动学的提升决策树系综的事件隔离。在200- 1200 MeV的中微子能量范围内,选取了25个$ν_e$ -候选事例,并以$ν_μ$ CCQE相互作用为约束条件,预测了$29.0 \pm 1.9_\text{(sys)} \pm 5.4_\text{(stat)}$.我们使用一个简化的模型,将MiniBooNE LEE观测转化为MicroBooNE中$ν_e$信号的预测。一个$Δχ^2$测试统计量,结合奈曼-皮尔逊$χ^2$形式主义的基础上,被用来定义频率置信区间的LEE信号强度。使用这种技术,在没有LEE信号的情况下,我们期望该分析排除在90\%($2σ$)置信水平下的中值MiniBooNE LEE信号强度的0.75(0.98)倍的归一化因子,而MicroBooNE数据产生在90\%($2σ$)置信水平下的中值MiniBooNE LEE信号强度的0.25(0.38)倍的排除
2022-06-20 hep-ex
Search for an Anomalous Production of Charged-Current $ν_e$ Interactions Without Visible Pions Across Multiple Kinematic Observables in MicroBooNE
本研究利用 MicroBooNE 五年数据寻找无可见π介子的低能电子中微子相互作用,通过比较运动学变量与经验模型,以大于99%的置信度排除了 MiniBooNE 过剩事件的类电子解释。
2025-07-14 hep-ex
Heavy neutral leptons below the kaon mass at hodoscopic detectors
低于K介子质量的重中性轻子($N$)受到宇宙学和基于实验室的飞行衰变研究的严重限制。如果$N$通过一个额外的力相互作用,那么$N\toνe^+e^-$的衰变就会增强,宇宙学极限就可以避免。我们表明,T2 K和MicroBooNE中微子实验提供了最好的限制混合的$N$与μ子中微子,优于过去一代的实验,以前认为占主导地位。我们用电磁衰减和长寿命的$N$来约束模型,例如在过渡磁矩门户和亲轻子类轴子粒子门户中,用来解释MiniBooNE过剩。通过考虑这些模型作为代表性的例子,我们的研究结果表明,MiniBooNE过量的解释,涉及$e^+e^-$对从长寿命的粒子是在紧张与T2 K,PS191,和MicroBooNE数据。类似地,这些搜索也限制了基于单光子的MiniBooNE解释,这是由于通过虚拟光子的相关$e^+e^-$衰变模式。
2022-03-22 hep-ex hep-ph
Recent results from MicroBooNE
本文概述 MicroBooNE 利用液氩时间投影室和费米实验室中微子束流数据,在中微子-氩截面、BSM 物理搜寻及 MiniBooNE 低能超出研究等方面的最新测量结果与分析技术,并展望其对 DUNE 等未来实验的意义。
2025-06-03 hep-ex physics.acc-ph
Search for Neutrino-Induced Neutral Current $Δ$ Radiative Decay in MicroBooNE and a First Test of the MiniBooNE Low Energy Excess Under a Single-Photon Hypothesis
本文报道了用$\langle0.8\rangle$ ~GeV中微子束研究中微子诱导的中性流(NC)共振$Δ$(1232)重子产生和$Δ$辐射衰变的结果。MicroBooNE前三年的运行数据(6.80 $\times$ 10 $^{20}$质子在目标上)用于选择具有一个或零个质子并且在最终状态下没有带电轻子的单光子事件(分别为$1\gamma1p$和$1\gamma0p$)。背景通过NC $π^0$事件的原位高纯度测量来限制,通过专用的$2\gamma1p$和$2\gamma0p$选择来实现。与$20.5 \pm 3.65 \text{(sys.)} $和$145.1 \pm 13.8 \text{(sys.)} $事件的受约束背景预测相比,$1\gamma1p$和$1\gamma0p$选择分别观察到总共16个和153个事件。该数据导致一个绑定的NC $Δ$辐射衰变小于$2.3$倍的预测标称速率在90%的置信水平(CL)的正常化的异常增强。该测量结果不利于MiniBooNE低能过剩的候选光子解释,因为$3.18$乘以标称NC $Δ$辐射衰变率在94.8% CL,有利于标称预测,并代表了在亚GeV中微子能量范围内NC相互作用中单光子产生的世界最佳限制的$50$倍改进
2022-06-20 hep-ex
Beyond Standard Model Searches in the MiniBooNE Experiment
MiniBooNE实验对中微子领域的标准模型以外的研究做出了重大贡献。该实验最初的设计是通过观测$ν_μ$($\barν_μ$)束流中的$ν_e$($\barν_e$)带电电流准弹性信号来验证无菌中微子假说中的$Δm^2$ ~1 eV $^2$区域。MiniBooNE分别在中微子和反中微子模式下观测到$ν_e$和$\barν_e$ -候选事件的过量。到目前为止,中微子标准模型($ν$ SM)还没有解释这些过度现象,该标准模型扩展了三个大质量中微子。需要通过未来的实验(如MicroBooNE)进行确认。MiniBooNE还为精确研究洛伦兹破坏提供了机会。这些结果第一次对标准模型-扩展的几个参数设置了严格的限制,这是考虑洛伦兹破坏的通用形式主义。最近,正在进行MiniBooNE运行的扩展,在束流收集模式下调整光束,以搜索暗扇区粒子。本文介绍了这些研究,表明短基线中微子实验是新物理研究的丰富环境。
2014-04-30 hep-ex hep-ph
Updated Search for Electron Antineutrino Appearance at MiniBooNE
费米实验室的MiniBooNE实验更新了其对ν_μ-bar -> ν_e-bar振荡的搜索,收集了2011年5月的数据。这比2010年公布的结果增加了52%。在91.1%的置信水平下,数据支持LSND样振荡超过仅背景假设。虽然新的结果仍然与LSND同样一致,但与仅背景假设的兼容性有所改善。在475 MeV以下,观测到了38.6 +-18.5 ν_e的过剩事件,这与中微子模中的这种过剩现象相一致。
2011-11-10 hep-ex
Muon internal bremsstrahlung: a conventional explanation for the excess electron-neutrino events in MiniBoone
我们表明,带电电流μ介子中微子事件与硬内部韧致辐射光子的速率是一致的,与MiniBoone和LSND(飞行衰变)实验报告的过量电子中微子候选事件。带电中微子相互作用(中微子-核子-> μ子+ γ +核子)中μ子腿辐射的硬光子是当前和未来μ子-中微子到电子-中微子中微子振荡出现实验(如LSND、MiniBoone、SuperK、MINOS、T2 K和NOVA)应考虑的重要背景源。
2007-09-27 hep-ex nucl-ex
Dark Neutrino Portal to Explain MiniBooNE excess
我们提出了一个新的框架,提供了一个解释的MiniBooNE实验在费米实验室的长期过剩的类电子事件。我们提出了一个新的暗扇区包含一个暗中微子和一个暗规范玻色子,两者的质量都在几十到几百兆电子伏之间。暗中微子是通过中微子-原子核散射产生的,然后衰变为暗规范玻色子,这反过来又产生了类似电子的事件。这种机制提供了一个很好的适合MiniBooNE能谱和角分布。
2019-01-21 hep-ex hep-ph
Dipole-Coupled Neutrissimo Explanations of the MiniBooNE Excess Including Constraints from MINERvA Data
我们重新审视模型的重中性轻子(neutrissimos)过渡磁矩的$4.8σ$过剩的电子类事件在MiniBooNE的解释。我们进行了详细的基于蒙特卡罗的分析,以重新检查模型参数空间中的首选区域来解释MiniBooNE,同时考虑到由于eV级无菌中微子引起的振荡的潜在贡献。然后,我们推导出强大的约束模型使用中微子电子弹性散射数据从MINERvA。我们发现,MINERvA排除了一个大区域的参数空间,但允许的解决方案存在于$2σ$的置信水平。专门的MINERvA分析可能能够探测该模型中MiniBooNE的整个偏好区域。
2023-03-02 hep-ex hep-ph
Sterile neutrino decay as a common origin for LSND/MiniBooNe and T2K excess events
我们指出,最近由T2K合作组观测到的类电子中微子事件的过剩可能与LSND和MiniBooNE实验所报道的类似过剩事件有共同的起源,并被解释为μ中微子中性流(NC)相互作用中产生的质量约为50 MeV的无菌中微子ν_h的辐射衰变信号.本文假设τ中微子NC反应也能产生ν_h。
2012-02-28 hep-ex hep-ph
A new analysis of the MiniBooNE low-energy excess
我们提出了一个新的分析的MiniBooNE实验的数据的结果,考虑到额外的背景的光子从$Δ^{+/0}$衰变中提出的arXiv:1909.08571和额外的贡献,由于相干光子发射,非相干生产更高的质量共振,和非相干非共振核子生产。结果表明,新的背景可以解释部分MiniBooNE低能过剩,MiniBooNE指示有利于短基线中微子振荡的统计意义从$5.1σ$减小到$3.6σ$ .我们还考虑了在3+1活跃-无菌中微子混合框架中短基线中微子振荡的影响。我们表明,新的分析的MiniBooNE数据表明较小的活性-无菌中微子混合,并可能导致我们走向解决方案的出现-消失的紧张局势在全球适合的短基线中微子振荡数据。
2020-12-19 hep-ex hep-ph
Testing Meson Portal Dark Sector Solutions to the MiniBooNE Anomaly at CCM
本文研究通过带电介子三体衰变和中性介子二体反常衰变产生长寿命粒子的暗区模型来解释MiniBooNE超出,验证其与LSND、KARMEN、MicroBooNE约束的相容性,并评估CCM实验的发现灵敏度。
2024-11-25 hep-ex hep-ph
A panorama of new-physics explanations to the MiniBooNE excess
本文概述了基于电子、光子和双轻子末态解释MiniBooNE低能超出的新物理方案,系统讨论了暗粒子产生机制,并在暗中微子模型参数空间中全面拟合了能谱,使其他实验能首次直接验证或排除该解释。
2025-01-30 hep-ex hep-ph
Tests of Lorentz and CPT violation with MiniBooNE neutrino oscillation excesses
洛仑兹不变性和CPT对称性的破坏是普朗克尺度物理的一种预测现象。在标准模型扩展(SME)框架下,分析了各种类型的数据,包括中微子振荡数据,以寻找洛伦兹破坏。MiniBooNE是费米实验室的一个短基线中微子振荡实验。从MiniBooNE测量到的过量不能在中微子标准模型中调和;因此它可能是新物理学的信号,例如洛伦兹破坏。我们分析了MiniBooNE数据的恒星时间依赖性,以寻找中微子中洛伦兹不变性可能被破坏的信号。在这篇简要的综述中,我们介绍了洛伦兹破坏,中小企业的中微子部门,和短基线中微子振荡实验的分析。然后,我们提出的MiniBooNE数据中的洛伦兹违反搜索的结果。本综述基于已发表的结果(ArXiv:1109.3480)。
2014-04-28 hep-ex hep-ph
Decaying sterile neutrinos at short baselines
本文利用 MicroBooNE 新数据重新检验衰变惰性中微子对 MiniBooNE 和 LSND 短基线反常的解释,并在两种衰变模型参数空间中给出新限制,发现该解释在大部分参数空间被以超过 99% 置信水平排除。
2024-06-06 hep-ex hep-ph
Model Independent Bounds on the Non-Oscillatory Explanations of the MiniBooNE Excess
我们认为MiniBooNE检测到的事件的低能量过剩的非振荡的解释。我们提出了一个系统的搜索基于新的物理现象的情况下,可以产生过剩。我们将场景定义为一系列的过渡和过程,这些过程将目标中加速质子的相互作用与MiniBooNE探测器中的单簇射事件联系起来。这些方案的关键要素是新的轻$\mathcal{O}(\text{keV}-100\,\text{MeV})$粒子(费米子或/和玻色子)的产生和衰变。我们发现约$20$的情况下,尽可能少的新粒子和相互作用点。在实践中,他们都减少到几个通用的情况下,以这种方式,我们开发的MiniBooNE过量的有效理论。我们考虑在中微子实验T2 K ND 280,NO $ν$ A,MINER $ν$ A以及NOMAD和PS 191中使用近或近探测器的情况下的测试。这些场景立即将MiniBooNE过量和这些探测器中新物理事件的预期数量联系起来。我们计算的预期数量的事件作为新粒子的寿命和质量的函数,并面对他们与相应的实验界限。我们指出的情况下,被排除或强烈不赞成一个或几个实验。考虑到我们的一般方法,这项工作也可以被视为在基于加速器的中微子实验的新物理学的有效理论,与未来的项目,如DUNE相关。
2021-04-09 hep-ex hep-ph
The Search for $ν_μ\to ν_e$ Oscillations at MiniBooNE
MiniBooNE(Mini Booster Neutrino Experiment)用LSND实验指示的$Δm^2 \sim 1 \eV^2/c^4$搜索$ν_μ\toν_e$振荡。LSND的证据,当与太阳和大气中微子振荡一起考虑时,暗示了新的物理学超越了标准模型。然而,这一证据尚未得到其他实验的证实。MiniBooNE已经完成了它的第一个$ν_μ\toν_e$振荡搜索使用的样本$\sim 1$ GeV中微子事件获得的$5.58\times 10^{20}$质子提供给助推器中微子束线。分析发现在475-3000 MeV的分析区域中没有显著过量的$ν_e$事件。
2007-07-07 hep-ex
Search for an anomalous excess of inclusive charged-current $ν_e$ interactions in the MicroBooNE experiment using Wire-Cell reconstruction
我们报告了一个搜索的异常过剩的包容性充电电流(CC)$ν_e$的相互作用,使用线细胞事件重建包在MicroBooNE实验,这是由以前的观察的低能量过剩(LEE)的电磁事件从MiniBooNE实验的动机。利用单液氩时间投影室探测器,测量$ν_μ$ CC相互作用以及$π^0$相互作用来约束$ν_e$ CC相互作用的信号和背景预测。分析了2016年2月至2018年7月收集的数据集,对应于FNAL助推中微子束靶上6.369 $\times$ 10 $^{20}$质子的暴露。$x$表示整体归一化因子并被称为LEE强度参数,我们选择56个完全包含的$ν_e$ CC候选,而预期69.6个$\pm$ 8.0(统计)。$\pm$ 5.0(系统)和103.8 $\pm$ 9.0(统计)$\pm$ 7.4(系统)在分别针对从MiniBooNE观测导出的中值信号强度的不存在(eLEE $_{x=0}$)和该信号强度的存在(eLEE $_{x=1}$)的约束之后的候选。在所有可用通道中使用速率和形状信息的嵌套假设检验下,最佳拟合$x$确定为0(eLEE $_{x=0}$),$x$的95.5%置信水平上限为0.502。在简单与简单假设检验下,eLEE $_{x=1}$假设在3.75 $σ$时被拒绝,而eLEE $_{x=0}$假设与0.45 $σ$时的观察结果一致。在eLEE模型的背景下,考虑到MiniBoo…
2022-05-09 hep-ex
Towards a Robust Exclusion of the Sterile-Neutrino Explanation of Short-Baseline Anomalies
针对短基线中微子异常的惰性中微子解释,本文结合PROSPECT约束并分析三维参数空间,证明MicroBooNE已覆盖MiniBooNE的2σ偏好区,SBND与ICARUS未来可实现4σ以上检验。
2025-03-17 hep-ex hep-ph
Explaining the MiniBooNE Excess Through a Mixed Model of Oscillation and Decay
由MiniBooNE实验观察到的类电子过剩解释与模型,包括一个新的低质量状态($\mathcal{O}(1)$ eV)参与中微子振荡和一个新的高质量状态($\mathcal{O}(100)$ MeV),衰减到$ν+γ$。短基线振荡数据集用于预测振荡参数。拟合MiniBooNE能量和散射角数据,在95%CL处存在用于衰变贡献的窄联合允许区域。其结果是一个重大的改进,与单一的无菌中微子振荡模型,$Δχ^2/dof$ = 19.3/2的衰变耦合的$2.8 \times 10^{-7}$ GeV $^{-1}$,高质量态的376 MeV,振荡混合角的$7\times 10^{-4}$和质量分裂的$1.3$ eV $^2$。该模型预测,由于信号电平较低,在FNAL短基线计划中不会观察到明显的振荡特征。
2021-09-27 hep-ex hep-ph
Testing New Physics Explanations of MiniBooNE Anomaly at Neutrino Scattering Experiments
最近有人提出了具有额外相互作用的重中微子来解释MiniBooNE过剩。这些方案往往依赖于边际助推粒子来解释多余的角谱,从而预测在更高能量的中微子-电子散射实验的大速率。我们放置新的约束这类模型的基础上中微子电子散射边带测量在MINER $ν$ A和CHARM-II。同时解释的角度和能量分布的MiniBooNE过剩的重中微子与轻介质严重限制了我们的分析。在一般情况下,高能中微子电子散射实验提供了强有力的限制解释的MiniBooNE观测涉及光介质。
2019-12-03 hep-ex hep-ph
Shedding light on the MiniBoone Excess with Searches at the LHC
本文提出利用LHC上W玻色子衰变产生的高能中微子研究可解释MiniBooNE超额的暗中微子模型,并展示Run 2及HL-LHC搜索对相关参数空间的独特探测能力。
2024-04-30 hep-ex hep-ph
Can neutrino-induced photon production explain the low energy excess in MiniBooNE?
这份报告总结了我们对MiniBooNE中中性电流(NC)诱导的光子产生的研究,这是由本实验中的低能量过剩所激发的[A. A. Aquilar-Arevalo et al.(MiniBooNE Collaboration),Phys. Rev. Lett. 98,231801(2007); 103,111801(2009)]。提出了两个反常光子- $Z$玻色子-矢量介子耦合的NC光子产生可能解释这种过剩。然而,我们在中微子和反中微子运行中计算的事件数与以前的MiniBooNE估计是基于他们的π介子生产测量一致。在我们以前的工作中讨论的各种核效应,包括核子费米运动,泡利阻塞,和$Δ$共振加宽的核,考虑。用保守的方法研究了由于两个反常项和核效应引起的不确定度。
2013-02-09 hep-ex hep-ph nucl-ex
The LSND/MiniBooNe excess events and heavy neutrino from muon and kaon decays
最近的研究表明,LSND和MiniBooNE中微子实验观测到的令人困惑的过剩事件可以解释为重无菌中微子($ν_h$)辐射衰变的信号,其质量为40~80 MeV,μ子混合强度为$\mix \simeq 10^{-3} - 10^{-2}$,寿命为$10^{-11} < τ_h < 10^{-9}$ s。我们讨论了从最近的μ子精密测量中得到的$\mix$的界限,并表明它们与上述界限是一致的。如果$ν_h$存在,它在普通μ子或K介子衰变中的混合物将分别产生衰变链$\muhd$或$\khd$。我们提出了一个新的实验,这些过程中的$μ$和$K$衰变在休息允许明确确认或排除存在的$ν_h$的敏感搜索。据我们所知,还没有实验专门寻找大量中微子从粒子衰变的辐射衰变的签名,在这项工作中提出的。搜索是补充目前的实验努力,以澄清LSND和MiniBooNE异常的起源。
2011-05-06 hep-ex hep-ph
MiniBooNE Oscillation Results 2011
费米实验室的MiniBooNE中微子振荡搜索实验最近更新了搜索$\barν_μ\rightarrow \barν_e$振荡的结果,使用的数据样本对应于反中微子模式下目标上的$8.58 \times 10^{20}$质子。与2010年公布的结果相比,这一高统计结果表明统计数据增加了52%。在200 MeV $< E_ν<$ 3000 MeV的能量范围内观察到57.7个$\pm$ 28.5事件。在能量范围475 $< E_ν< $ 3000 MeV的91.1%置信水平下,数据有利于LSND样$\barν_μ\rightarrow \barν_e$振荡超过仅背景假设。
2012-01-06 hep-ex
A Letter of Intent to Build a MiniBooNE Near Detector: BooNE
在$\sim 1$ eV $^2$尺度下,中微子和反中微子振荡之间的差异有越来越多的证据。MiniBooNE实验在中微子模式下观测到了一个无法解释的低能类电子事件,这可能是由于中性电流辐射相互作用、无菌中微子衰变或涉及无菌中微子的中微子振荡,这可能与LSND信号有关。然而,到目前为止,在反中微子模式的低能量下,没有观察到过量的类电子事件($-0.5 \pm 7.8 \pm 8.7$)。此外,全球3+1和3+2不育中微子符合世界中微子和反中微子数据表明中微子和反中微子之间的差异显着($\sin^22θ_{μμ} \sim 35%$)$\bar ν_μ$消失。为了测试低能过剩是否是由于中微子振荡以及$ν_μ$和$\bar ν_μ$消失之间是否存在差异,我们建议在距离助推中微子束(BNB)生产目标$\sim 200$ m处建造第二个MiniBooNE探测器(或将现有MiniBooNE探测器移动到)。对于不同距离的相同探测器,当取两个探测器中事件的比率时,大部分系统误差将被抵消,因为中微子通量随着$1/r^2$变化到可计算的近似值。这将允许对$ν_e$和$\bar ν_e$出现以及$ν_μ$和$\bar ν_μ$消失的振荡进行灵敏测试。此外,中微子模式和反中微子模式的振荡之间的比较将允许在短基线($Δm^2 > 0.1$ eV $^2$)的轻子扇区CP和CPT破坏的灵敏搜索。
2009-10-14 hep-ex
More Ingredients for an Altarelli Cocktail at MiniBooNE
本文通过研究MiniBooNE中两类光子本底——2p2hγ过程和π0→γγ误识别——解释了部分超出事件,并发现本底估计对蒙特卡洛生成器存在残余依赖,最终使MiniBooNE超出的显著性降低0.4σ。
2023-05-08 hep-ex hep-ph
Search for an anomalous excess of charged-current $ν_e$ interactions without pions in the final state with the MicroBooNE experiment
本文介绍了一个测量的$ν_e$相互作用没有π介子在最终状态下使用的MicroBooNE实验和调查的MiniBooNE合作观察到的低能电磁事件过剩。测量是在专用通道中进行的,有(1 $e$ N $p$ 0 $π$)和没有(1 $e$ 0 $p$ 0 $π$)可见终态质子,使用6.86 $\times 10^{20}$质子,目标是从费米实验室的助推中微子束收集的数据。用Pandora模式识别工具包重建事件,并使用来自MicroBooNE液氩时间投影室的附加拓扑信息进行选择。使用拟合优度检验的数据被发现是一致的事件与标称通量和相互作用模型的预测数量与$p$值为0.098的两个通道相结合。一个模型的基础上观察到的MiniBooNE的低能量过剩的量化可能的$ν_e$过剩的强度。分析表明,如果存在过量,则与$ν_e$对通量的贡献的简单缩放不一致。结合1 $e$ N $p$ 0 $π$和1 $e$ 0 $p$ 0 $π$通道,未给出关于测试模型的结论性指示,但单独而言,它们均不利于$>$ 90% CL下的低能量过量模型。在最敏感的1 $e$ N $p$ 0 $π$通道中的观察结果低于预测值,并且与无过量一致。在较不灵敏的1 $e$ 0 $p$ 0 $π$通道中,在低能量下的观测高于预测,而总体上在全能谱上存在一致性。
2022-02-19 hep-ex
Solutions to the MiniBooNE Anomaly from New Physics in Charged Meson Decays
我们指出,通过带电介子衰变产生新的玻色子可以大大提高基于束聚焦加速器的实验对新物理信号的灵敏度。这种增强是因为带电介子被聚焦,并且它们的三体衰变不像通常的两体衰变那样受到螺旋度抑制。作为一个现实的应用程序,我们试图解释MiniBooNE低能量过剩利用这种被忽视的机制,唯一实现黑暗部门的解释,合理的解决方案过剩。作为证明的原则,我们考虑两个动机良好的类的暗扇区模型,矢量门户暗物质和模型的长寿(伪)标量模型。我们认为,模型参数值,以适应过剩是符合现有的限制,他们可以在当前和未来的基于加速器的中微子实验进行测试。
2022-08-13 hep-ex hep-ph
Significant Excess of ElectronLike Events in the MiniBooNE Short-Baseline Neutrino Experiment
费米实验室的MiniBooNE实验报告了对中微子模式下靶上$12.84 \times 10^{20}$质子的$ν_e$外观数据进行分析的结果,比以前报告的结果增加了大约两倍。在能量范围$200<E_ν^{QE}<1250$ ~MeV内观测到$ν_e$荷电准弹性事件超过$381.2 \pm 85.2$事件($4.5 σ$)。将这些数据与来自反中微子模式中靶上的$11.27 \times 10^{20}$质子的$\bar ν_e$外观数据相结合,观察到总$ν_e$加上$\bar ν_e$带电电流准弹性事件超过$460.5 \pm 99.0$事件($4.7 σ$)。如果用双中微子振荡模型$ν_μ \rightarrow ν_e$来解释,那么与超数的最佳振荡拟合的概率为$21.1\%$,而与最佳拟合相比,仅背景拟合的概率为$6 \times 10^{-7}$。MiniBooNE数据在能量和震级上与液体闪烁中微子探测器(LSND)报告的事件过量一致,LSND和MiniBooNE联合过量的重要性是$6.0 σ$。对数据的双中微子振荡解释需要至少四种中微子类型,并表明物理学超越了三中微子范式。尽管数据与双中微子振荡模型拟合,但其他模型可能提供更好的拟合数据。
2018-10-26 hep-ex hep-ph
Single photon events from neutral current interactions at MiniBooNE
MiniBooNE实验报告了$ν_e$和$\bar ν_e$外观搜索的分析结果,这些结果显示,相对于预期的背景,在低重建中微子能量下有过量的信号样事件。这个背景的一个重要组成部分来自光子发射引起的(反)中微子中性流与核子和原子核的相互作用。通过改进这些反应的微观模型,我们预测了MiniBooNE探测器上光子事件的数量和分布。我们的研究结果相比,MiniBooNE在原位估计和其他理论方法。我们发现,根据我们的模型,中性电流光子发射从单核子电流是不够的,以解释事件的MiniBooNE在中微子和反中微子模式观察到过剩。
2014-11-21 hep-ex hep-ph nucl-th
A Dark Seesaw Solution to Low Energy Anomalies: MiniBooNE, the muon $(g-2)$, and BaBar
MiniBooNE的最新更新加强了观察到的$e$样事件的$4.8σ$过量。基于这一点和其他与标准模型预测的显著偏差,如μ子$(g-2)$,我们提出了一个通过暗中微子扇区来解决低能异常的方法。该模型是可重整化的,也可以解释轻中微子质量的异常自由和黑暗的$U(1)^\prime$规范对称性破缺的GeV尺度。大的动力学混合导致重中性轻子在$e^+e^-$对撞机,在那里我们指出并解释了$\gtrsim 2σ$过剩观察到的BaBar超光速数据的s-通道生产。我们的模型也是兼容的异常$e$,在旧的加速器实验中看到的类似事件,以及在CCFR观察到的双顶点签名过剩。
2021-07-31 hep-ex hep-ph
Three Twin Neutrinos: Evidence from LSND and MiniBooNE
根据LSND和MiniBooNE实验中中微子出现的过剩现象,我们构造了一个三个孪生中微子的中微子模型。该模型,其中包括一个孪生宇称,自然预测相同的轻子汤川结构的标准模型和孪生部门。因此,一个普遍的混合角控制着所有三个双中微子与标准模型带电轻子的耦合。这个混合角被预测为电弱尺度与希格斯玻色子复合尺度的比值,并且具有合适的数量级来拟合数据。重孪生中微子在实验长度内衰变为活性中微子加上长寿命的Majoron,并且可以在$4σ$置信水平附近提供与LSND和MiniBooNE外观数据的良好拟合,同时满足消失约束。对于马约拉纳中微子的情况,中微子比反中微子有更大的散射截面,这一事实为MiniBooNE观察到更大的反中微子外观过剩提供了一个自然的解释。
2015-12-16 hep-ex hep-ph
Event Excess in the MiniBooNE Search for $\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$ Oscillations
费米实验室的MiniBooNE实验报告了使用与靶上的$5.66 \times 10^{20}$质子相对应的数据样本搜索$\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$振荡的结果。在$475<E_ν^{QE}<1250$ MeV的能量范围内观察到过量的$20.9 \pm 14.0$事件,当受到所观察到的$\bar ν_μ$事件的约束时,该能量范围具有与0.5%的仅背景假设一致的概率。另一方面,拟合$\barν_μ\rightarrow\barν_e$振荡,最佳拟合点的$χ^2$概率为8.7%。这些数据是一致的$\bar ν_μ\rightarrow \bar ν_e$振荡在0.1至1.0 eV的$^2$ $Δm^2$范围内,并与反中微子振荡的证据,从液体闪烁中微子探测器在洛斯阿拉莫斯国家实验室。
2010-09-13 hep-ex hep-ph hep-th
Accelerator-based Short-baseline Neutrino Oscillation Experiments
在过去的二十年里,几个实验报告了异常的结果,这些结果可能暗示了在$eV^{2}$质量尺度下无菌中微子状态的令人兴奋的可能性。液态氩时间投影室(LArTPC)是一种特别有前途的技术,以探索这一物理,由于其细粒度的跟踪和特殊的量热能力。MicroBooNE实验是一个170吨的LArTPC,计划很快开始使用费米实验室的助推中微子束(BNB)获取数据,将LArTPC的发展与理解MiniBooNE实验所看到的低能电磁异常的主要物理目标相结合。展望未来,MicroBooNE将成为\textit{short-baseline neutrino}计划的一部分,该计划通过增加额外的LArTPC探测器来搜索轻无菌中微子,并为现有的实验异常带来明确的解决方案,从而在许多重要方面扩展了BNB的物理能力。本文将概述基于加速器的短基线中微子振荡计划,重点是MicroBooNE实验,同时强调在不久的将来进一步解决短基线异常的前景。
2015-10-15 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Search for an Excess of Electron Neutrino Interactions in MicroBooNE Using Multiple Final State Topologies
针对MiniBooNE观测到的低能中微子作用超出问题,利用MicroBooNE液氩时间投影室开展三种不同拓扑的电子中微子搜寻,结果符合预期未发现超出。
2022-04-20 hep-ex