Optimizing Sterile Neutrino Searches: Impact of Position Resolution in Short-Baseline Reactor Experiments
Jeju National University（济州国立大学）
研究发现OLS探测器在短基线反应堆实验中因高位置分辨率而具有更高的灵敏度，适合未来无菌中微子搜索。
2025-12-24 hep-ex
Review of sterile neutrino searches at very short-baseline reactor experiments
寻找超越标准模型的新物理是当今粒子物理学的主要方向。新物理学有几个实验提示。统计上最显著的（5-6 $σ$）是eV质量尺度的无菌中微子的暗示。它们来自于反应堆实验中的反中微子消失，非常强大的放射源实验中的$ν_e$消失，以及μ子（反）中微子束中的电子（反）中微子出现。2021年，BEST、MicroBooNE和中微子-4合作以及其他几项实验在这一领域取得了非常重要的成果。然而，这种情况仍然存在，甚至可能更具争议性。我们回顾了这些新物理学的迹象和未来几年的展望，重点是反应堆实验。
2022-03-06 hep-ex
IceCube Sterile Neutrino Searches
短基线实验中的异常现象被解释为额外中微子质量状态的证据，这些中微子质量状态与已知的活性味道有很大的质量分裂。这种解释要求在μ子中微子消失通道中有一个相应的签名，这还有待观察。目前，在冰立方中微子望远镜上对μ介子中微子消失的观测提供了eV尺度无菌中微子混合角空间中最强的限制。超大体积中微子望远镜（VLVnT）研讨会的这一程序总结了IceCube对无菌中微子的搜索分析，并描述了正在进行的增强，高统计无菌中微子搜索的工作。
2019-02-17 hep-ex hep-ph
Discovery Potential of T2K and NOvA in the Presence of a Light Sterile Neutrino
我们研究了一个光无菌中微子的预期数据的影响，预计来自两个目前正在运行的长基线实验T2K和NOvA时，他们将积累他们的全部计划曝光。第一次介绍，双概率表示的4味框架中，常用的3味的情况下，我们提出了一个详细的讨论的numu到nue和numubar到nuebar转移概率的行为在3+1计划。我们还进行了详细的灵敏度研究，这两个实验（无论是在独立和组合模式），以评估他们的发现达到在存在一个轻无菌中微子。对于质量混合参数的现实基准值（从现有的全球短基线拟合中推断），我们发现这两个实验在声称发现由标准CP相delta 13等效于delta和中微子引起的CP违规方面的性能。质量等级得到了大幅恶化。灵敏度的准确损失取决于未知CP相位增量的值14。最后，我们估计了总CP违规的发现潜力（即，由两个CP相位Δ 13和Δ 14同时引起），以及两个实验重建这种CP相位的真实值的能力。重构相位上的典型（1西格玛水平）不确定性对于delta13约为40度，对于delta14约为50度。
2016-02-02 hep-ex hep-ph physics.ins-det
NOvA Dual-Baseline Search for Active-to-Sterile Neutrino Oscillations using Neutrino- and Antineutrino-Enriched Samples
Erciyes University（埃尔奇耶斯大学）；Universidad del Atlantico（大西洋大学）；University of Mississippi（密西西比大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Joint Institute for Nuclear Research（联合核研究所）；Universidad del Magdalena（马格达莱纳大学）；University of Sussex（萨塞克斯大学）；University of Cincinnati（辛辛那提大学）；University of California at Irvine（加州大学尔湾分校）；University of Hyderabad（海得拉巴大学）
NOvA利用中微子和反中微子束流，双基线搜索活性到惰性中微子振荡，未发现证据，并排除了IceCube等实验允许的大部分参数空间。
2026-09-09 hep-ex
Searches for sterile neutrinos using the T2K off-axis near detector
在过去的几十年里，一些短基线中微子实验的结果和对以前的反应堆实验的重新分析与更新的反中微子通量表明与标准的三中微子模型有些不兼容。这些异常现象的一个可能的解决方案是存在不通过电弱力相互作用的中微子，称为无菌中微子。无菌中微子的存在可以通过T2K实验来研究。在这里，我们提出了一个搜索的电子中微子的消失超过280米的基线使用T2K离轴近探测器。分析的数据对应于靶上$5.9 \times 10^{20}$质子的暴露。在95% CL下排除区域$\sin^2 2 θ> 0.2$和$Δm^2 > 8~\textrm{eV}^2$。我们还介绍了一个新的分析寻找μ子中微子消失的T2K近探测器，这是在其早期阶段，但有望在2015年有有趣的结果。
2015-04-30 hep-ex
Light sterile neutrino searches
中微子物理学中讨论了几个异常，与可能存在的轻无菌中微子有关。这些惰性中微子不会发生微弱的相互作用，但它们可以在各种测量中留下印记，例如中微子振荡实验或β衰变光谱的精确测量。对中微子振荡数据的全球分析表明，质量在eV范围内的无菌中微子，但同时揭示了与观测到的中微子异常的紧张关系。在接下来的几年里，几个实验将测试质量在eV范围内的无菌中微子假设，具有很好的灵敏度。
2017-10-17 hep-ex physics.ins-det
Search for sterile neutrino with light gauge interactions: recasting collider, beam-dump, and neutrino telescope searches
我们研究了在耦合到中微子扇区的轻规范玻色子$X^μ$存在下的无菌中微子的特征。本文探讨了在不同对撞机和固定靶实验中得到的活性-无菌中微子混合物$| U_{\ell 4} |^2$，特别是τ味中微子混合物（$l = τ$）的新的边界。同时，考虑到无菌中微子衰变为轻规范玻色子（$ν_4 \to ν_\ell e^+ e^-$）的额外通道，我们对中微子振荡实验中低能过剩的参数空间进行了探索和约束.
2020-08-28 hep-ex hep-ph
Status of Anomalies and Sterile Neutrino Searches at Nuclear Reactors
在过去的十年里，核反应堆中的两个异常现象，一个与绝对反中微子通量有关，一个与反中微子光谱形状有关，引起了反应堆中微子物理领域的特别关注。许多实验努力已经展开，调查通量模型的可靠性，并探讨是否无菌中微子振荡的实验结果的基础。本综述旨在概述2021年年中在反应堆中进行无菌中微子振荡实验搜索和测量反中微子光谱形状的现状。个别的实验方法和结果进行了审查。此外，全球和联合振荡和频谱形状分析进行了讨论。许多实验允许对无菌振荡参数设置约束，但还不能覆盖整个相关参数空间。其他人发现有利于某些参数空间区域的证据。相比之下，光谱形状的发现似乎给出了整个实验的整体一致的图片，并允许缩小某些同位素的贡献。
2021-09-28 hep-ex nucl-ex
Searches for sterile neutrinos at very short baseline reactor experiments
长期以来，有三个主要的实验迹象支持无菌中微子的存在：LSND实验中的$\bar{ν_μ}$束中出现了$\bar{ν_e}$，反应堆实验中与理论预期相比的$\bar{ν_e}$通量不足，以及Ga太阳中微子实验SAGE和GALEX中放射源校准运行中的$ν_e$不足。这三个问题都可以用质量平方差在$1~\mathrm{eV^2}$范围内的无菌中微子的存在来解释。最近，MiniBooNE合作观察到电子（反）中微子出现在μ子（反）中微子束。当与LSND结果结合时，效果的显著性达到6.0 $σ$水平。甚至最近中微子-4的合作声称观测到了$\bar{ν_e}$振荡到无菌中微子，其显著性略高于3 $σ$。如果这些结果得到证实，就需要超越标准模型的新物理学。10多个实验致力于寻找无菌中微子。六个非常短的基线反应堆实验正在收集数据。我们回顾了这些实验的结果和前景。
2018-12-10 hep-ex physics.ins-det
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 Non-Standard Neutrino Oscillations with the IceCube Neutrino Observatory
Department of Physics（物理系）；Drexel University（德雷塞尔大学）
利用冰立方10.67年大气中微子数据搜寻不稳定惰性中微子模型，排除大部分短基线反常偏好参数空间，并发展未来反中微子搜寻技术。
2026-09-14 hep-ex
Heavy neutrino searches at the LHC with displaced vertices
质量在（1-100）GeV范围内的惰性中微子已经在各种实验中被寻找。在这里，我们讨论的前景，寻找不育中微子在大型强子对撞机使用位移顶点。讨论了两种不同的情况：（i）推广的标准模型与不育中微子和（ii）右手中微子的左右对称扩展的标准模型。一个专门的位移顶点搜索将允许探测其他搜索无法访问的参数空间部分，但在这两种情况下都需要大的亮度。
2013-12-10 hep-ex hep-ph
Impact of Wave Packet Separation in Low-Energy Sterile Neutrino Searches
短基线中微子实验中观测到的异常现象激发了轻无菌中微子的产生，其中，放射源实验和反应堆实验分别为电子中微子消失和eV尺度中微子消失提供了证据和限制。这些观察的结果似乎相互矛盾。这封信集中提出了中微子波包可以近似为平面波的假设，这是在所有此类实验的分析中采用的假设。我们证明，阻尼振荡，例如，由于有限的波包大小，解决了这些电子味观测和约束之间的张力。
2023-03-10 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
NOvA Short-Baseline Tau Neutrino Appearance Search
标准的三味中微子振荡已经被广泛的中微子实验所解释。然而，异常的结果，如电子-反中微子过剩所看到的LSND和MiniBooNE不符合三味范式。这可以解释为额外的第四味无菌中微子在一个更大的规模比现有的三味中微子。NOvA实验由两个精细分段的液体闪烁体探测器组成，它们在离轴14.6 mrad的NuMI μ子中微子束处工作。近探测器位于费米实验室园区，距离NuMI目标1公里，而远探测器位于明尼苏达州的Ash River，距离NuMI目标810公里。NOvA实验的主要目的是使用近探测器来控制系统的不确定性，以测量远探测器的电子中微子外观;然而，近探测器非常适合寻找异常的短基线振荡。这张海报将提出一种新的方法，使用卷积神经网络在近探测器上选择高纯度的tau中微子相互作用。利用这种方法，我们将给出对由于无菌中微子振荡而引起的异常短基线τ中微子出现的灵敏度。
2017-10-01 hep-ex physics.ins-det
Searches for light sterile neutrinos with multitrack displaced vertices
我们研究发现的前景，长寿命的不育中微子在大型强子对撞机与多轨道位移顶点，质量低于电弱标度。我们重新解释目前的位移顶点搜索利用公开的，参数化的选择效率建模检测器响应位移顶点。我们在左右对称模型中研究了右手$W_{R}$玻色子和中微子$N$的产生，发现灵敏度很差。在提出了一种不同的触发策略（考虑伴随中微子位移顶点的瞬发轻子）和优化的不变质量和轨道多重性的削减后，我们发现具有$\sqrt{s}=13$ TeV和300 fb $^{-1}$的LHC能够探测$10\hspace{0.1cm}\mbox{GeV}<m_{N}<20$ GeV之间的无菌中微子质量（对于右手规范玻色子质量为$2\hspace{0.1cm}\mbox{TeV}<m_{W_{R}}<3.5$ TeV）。为了探测高达$m_{N}\sim 30$ GeV和$m_{W_{R}}<5$ TeV的更高质量，将需要3000 fb $^{-1}$。这项工作与其他努力一起，激励专门的实验搜索以这个低无菌中微子质量区域为目标。
2019-03-22 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
Sterile Neutrino Searches at the IceCube Neutrino Observatory
冰立方中微子天文台能够通过利用物质增强的共振中微子振荡现象来进行独特的无菌中微子搜索。当大气中的μ介子中微子通过地球内部的致密物质时，中性流弹性前向散射被预测会引起到无菌状态的转变。本论文提出了两个3+1不育中微子的分析，通过寻找谱的差异，在重建的能量和天顶方向的μ子中微子事件，指示过渡到不育状态。第一次搜索探测参数空间$Δ$ m $^2_{41}$和sin $^2$（2 $θ_{24}$），具有对3+1无菌中微子假设的全局最佳拟合区域的相关灵敏度。第二次搜索在高- $Δ$ m $^2_{41}$（$Δ$ m $^2_{41}$ $\gtrsim$ 10 eV $^2$）的振荡平均区域中执行通过sin $^2$（2 $θ_{24}$）和sin $^2$（2 $θ_{34}$）的扫描。使用改进的事件选择进行分析，发现从八年的IceCube数据中提取了305，891个样品纯度高于99.9%的良好重建μ子中微子事件。新的模拟技术，随着更新的校准，并重新评估系统的不确定性进行了讨论。第一次分析在$Δ$ m $^2_{41}$ = 4.47 eV $^2$和sin $^2$（$θ_{24})$ =0.10）处发现最佳拟合无菌假设点，与8%置信水平下的非无菌假设一致。第二次分析发现最佳拟合无菌假设为sin $^2$（PDMATHAMT = 0.40，sin $^2$（$θ_{24})$ = 0…
2020-03-04 hep-ex physics.ins-det
Searches for Sterile Neutrinos with the IceCube Detector
南极的冰立方中微子望远镜测量了大气μ介子中微子光谱，作为天顶角和能量的函数，范围约为320 GeV至20 TeV，以寻找轻无菌中微子的振荡特征。在两个独立开发的分析中，都没有观察到异常$ν_μ$或$\barν_μ$消失的证据，每个分析都使用一年的大气中微子数据。在3+1模型的参数空间上设置了新的排斥极限，在这个参数空间中，μ子反中微子将经历强烈的微波共振振荡。在90\%置信水平下，$Δm^2 \sim$ 0.3 $\mathrm{eV}^2$的排除限扩展至$\mathrm{sin}^2 2θ_{24} \leq$ 0.02。在$|$ U $_{e4}|^2$的全局最佳拟合值的约99\%置信水平下，排除了外观实验（包括LSND和MiniBooNE）全局分析的允许区域。
2016-08-29 astro-ph.HE hep-ex
Search for active-sterile neutrino mixing using neutral-current interactions in NOvA
我们报告的结果，从第一次搜索的惰性中微子与活性中微子的混合，通过减少的中性流之间的相互作用率超过810\，km的NOvA探测器之间的基线。在费米实验室的NuMI束中，分析了14千吨探测器等效暴露的6.05 $\times$ 10 $^{20}$质子对靶，我们观察到95个中性电流候选者在远探测器与假设仅发生在活性中微子物种之间的混合的预测相比，$83.5 \pm 9.7 \mbox{(stat.)} \pm 9.4 \mbox{(syst.)}$事件。在3+1模型中解释这些结果，我们对混合角$ν_μ \rightarrow ν_{s}$和$θ_{34}<31.2^{\circ}$在90%C. L.处进行了限制。对于$0.05~eV^2\leq Δm^2_{41}\leq 0.5~eV^2$，指在近探测器基线上不产生显著振荡的质量分裂范围。
2017-11-15 hep-ex
Searching for Sterile Neutrinos at MINOS
MINOS是费米实验室的一个双探测器同轴实验。NuMI中微子束在下游1公里处遇到MINOS近端探测器，然后穿过734公里的地壳，到达位于明尼苏达州北部苏丹地下实验室的远端探测器。通过寻找由大质量分裂驱动的振荡，MINOS对无菌中微子的存在很敏感。这张海报将展示对LSND和MiniBooNE建议的参数空间敏感的无菌中微子的搜索结果。在3+1模型中分析了带电流numu和中性流中微子相互作用。MINOS对numu消失的搜索补充了以前在numu到nue出现通道中对无菌中微子的其他实验搜索。
2015-04-15 hep-ex
Searching for Sterile Neutrinos with MINOS
本文介绍了利用2005 - 2012年的$10.56 \times 10^{20}$靶上质子数据集进行3+1无菌中微子搜索的最新结果。通过寻找由大质量分裂驱动的振荡，MINOS通过使用带电电流样本的任何能量依赖偏差对无菌中微子的存在敏感，以及查看远和近探测器之间的中性电流事件之间的任何相对赤字。本文将讨论新的分析，使搜索无菌中微子设置在参数空间$\{Δm^{2}_{41}, \sin^2θ_{24}\}$以前未探索的区域的限制。所提出的结果可以与LSND和MiniBooNE建议的参数空间进行比较，并补充了以前在电子中微子外观通道中对无菌中微子的其他实验搜索。
2016-05-15 hep-ex
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
Matter Effects of Sterile Neutrino in Light of Renormalization-Group Equations
进一步发展了中微子物质效应的重整化群方程（RGE）方法。我们推导出一套完整的微分方程的有效混合元素，质量和Jarlskog样不变量的存在下，一个轻的不育中微子。通过数值求解这些微分方程，得到了混合元的演化以及Jarlskog型不变量。以NOvA、T2K和DUNE为例，计算了长基线（LBL）实验中的地球物质效应。在三味和四味框架中，电子中微子的生存概率以及太阳中微子的昼夜不对称性也被评估作为RGE方法的进一步检验。
2022-08-11 hep-ex 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
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
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
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
Search for active-sterile antineutrino mixing using neutral-current interactions with the NOvA experiment
这封信报告的结果，从第一个长基线搜索无菌反中微子混合在加速器为基础的反中微子为主的光束。在两个NOvA探测器，在距离1公里和810公里的光束源，中性电流相互作用的速率进行了分析，使用曝光的$12.51\times10^{20}$质子对目标从NuMI光束在费米实验室运行在反中微子模式。在远探测器处观察到中性电流候选者的总共$121$，与预测的$122\pm11$（统计）相比，$\pm15$（系统）假设在三种活性风味剂之间混合。没有观察到$\barν_μ\rightarrow\barν_{s}$振荡的证据。在3+1模型中解释该结果，在90% C. L.处对混合角$θ_{24} < 25^{\circ}$和$θ_{34} < 32^{\circ}$施加约束。对于$0.05$ eV $^{2} \leq Δm^{2}_{41} \leq 0.5$ eV $^{2}$，指在近检测器处不产生显著振荡的质量分裂范围。这是使用长基线加速器反中微子设定的第一个3+1置信限。
2021-09-30 hep-ex
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
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
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
Development of a 10 mol% Rubidium-doped CsI Crystal for $^{87}$Rb Beta-Spectroscopy and Sterile Neutrino Searches
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（韩国科学技术院）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
本研究研发10 mol% Rb掺杂CsI晶体，利用其本征$^{87}$Rb源开展$^{87}$Rb β谱学研究，以搜索keV尺度惰性中微子，为相关研究提供了基础。
2026-08-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
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
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
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
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
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
Constraints on the Active and Sterile Neutrino Masses from Beta-Ray Spectra: Past, Present and Future
虽然中微子可能是宇宙中最丰富的粒子，但其质量尚不清楚。振荡实验已经证明，至少有一个中微子质量态的m_{i} >0.05 eV，而宇宙学观测的各种解释产生了中微子质量总和的上限\sum m_{i} <（0.14-1.7）eV。对尚未观测到的0νββ衰变的搜索结果是有效中微子质量m_{ββ} <（0.2-0.7）eV。对测量的氚β谱的分析给出了有效电子中微子质量m（ν e）<2 eV的上限。本文总结了两代β谱学家将m（ν e）的上限提高了三个数量级的经验。我们描述了放射源和电子光谱仪的发展中的重要步骤，并概括了从现在被反驳的中微子质量为30 eV和17 keV中微子的混合物大于0.03%的索赔的教训。我们还注意新的实验方法和寻找假设的不育中微子。
2016-03-18 hep-ex physics.ins-det
Exploring the new physics phases in 3+1 scenario in neutrino oscillation experiments
对现有的中微子振荡数据的各种全球分析表明标准$3+0$中微子振荡图像的存在。然而，有一些短基线异常表明可能存在第四个中微子（质量在eV尺度），本质上是无菌的。如果自然界中存在无菌中微子，而在中微子数据分析中没有适当考虑它的存在，则无菌中微子存在时产生的额外CP相干扰项会严重影响长基线（LBL）中微子振荡实验的物理研究。在目前的工作中，我们考虑一个光（eV级）无菌中微子和探测所有三个CP阶段（$δ_{13}$，$δ_{24}$，$δ_{34}$）在即将到来的深地下中微子实验（DUNE）的背景下，还估计如何改善的结果时，从NOvA，T2 K和T2 HK的数据添加到分析中。我们说明了CP相位之间的$Δχ^2$相关性，也与三个活跃的无菌混合角。最后，我们简要地说明了如何在无中微子双β衰变的背景下的相关参数空间得到修改的光的边界在一个轻的不育中微子的存在。
2021-09-09 hep-ex 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
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
New high-sensitivity searches for neutrons converting into antineutrons and/or sterile neutrons at the European Spallation Source
重子数（$\mathcal{B}$）的违反是优先创造物质而不是反物质的一个基本因素，这是解释宇宙中观察到的重子不对称性所必需的。然而，这样的过程还有待实验观察。HIBEAM/NNBAR %实验计划是欧洲空间源（ESS）提出的一个两阶段实验，旨在寻找重子数破坏。该计划将包括高灵敏度的搜索过程，违反重子数的一个或两个单位：自由中子反中子振荡（$n\rightarrow \bar{n}$）通过混合，中子反中子振荡通过再生从无菌中子状态（$n\rightarrow [n',\bar{n}'] \rightarrow \bar{n}$），和中子消失（$n\rightarrow n'$）;有效的$Δ\mathcal{B}=0$过程的中子再生（$n\rightarrow [n',\bar{n}'] \rightarrow n$）也是可能的。该程序可用于发现和测量中子、反中子和无中子区的混合。该实验解决了诸如重子生成的起源、暗物质的性质等热门的开放性问题，并且对新物理学的尺度非常敏感，这些尺度大大超过了对撞机的可用尺度。该计划的一个目标是打开一个发现窗口，中子转换概率（灵敏度）与以前的搜索相比，高达三个数量级。不应浪费在敏感性测试方面取得如此飞跃的机会。该实验汇集了来自粒子（对撞机和低能）和核物理社区的不同国际物理学家团队，同时还包括中子学和磁学专家。
2020-06-08 hep-ex physics.ins-det
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
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
The impact of neutrino-nucleus interaction modeling on new physics searches
精确的中微子-核相互作用模型是基于加速器的中微子计划成功的基本要求。由于没有令人满意的描述截面存在，实验调整中微子核相互作用的数据，以减轻错误的建模。在这项工作中，我们研究了近探测器调谐和截面错误建模之间的相互作用如何影响新的物理搜索。我们进行了一个现实的模拟中微子事件，并密切关注NOvA的调整，第一次发表这样的程序在中微子实验。我们分析了两个说明性的新的物理方案，无菌中微子和轻亲中微子标量，提出了相关的实验签名和灵敏度区域，并没有调整。虽然这种调谐并没有消除无菌的中微子振荡模式，但截面的错误建模会使实验灵敏度产生偏差。在轻亲中微子标量的情况下，截面模型的变化完全支配灵敏度，而不管任何调谐。我们的研究结果揭示了迫切需要提高我们对中微子-核相互作用的理论理解，并估计调谐对新物理搜索的影响。我们敦促中微子实验遵循NOvA的例子，并公布他们的调整程序的细节，并制定策略，以更有力地说明截面的不确定性，这将扩大他们的物理计划的范围。
2022-10-07 hep-ex hep-ph
