中微子在大型额外维度中的短途旅行

中微子振荡成功地解释了由太阳中心和地球大气等自然源以及反应堆和加速器等人造源产生的中微子中所观测到的味转换。这些振荡由两个亚 eV 尺度的质量平方差驱动：太阳质量平方差和大气质量平方差。然而，短基线处长期存在的反常可能意味着在 eV 尺度存在新的振荡频率，以及这种 sterile 态与三个活跃中微子混合的可能性。费米实验室的短基线中微子计划（SBN）是许多有望对此问题给出最终结论的未来中微子项目之一。在本信中，我们考虑一个提供额外 sterile 态振荡有趣特征的大型额外维度（LED）具体模型。我们首先通过模拟来自 muon 中微子消失和 electron 中微子出现的三个 SBN 探测器中的中微子事件，重建了 SBN 合作组先前在 3+1 情形下对 sterile 中微子所做的灵敏度分析。随后，我们实现了 LED 模型所预言的中微子振荡，并对 LED 参数进行了灵敏度分析。最后，我们研究了 SBN 区分 3+1 与 LED 两个模型的本领。我们发现，对于 $m_{1}^D<0.1\,\text{eV}$，SBN 对 LED 模型所预言的振荡敏感，并且比任何其他振荡实验都更有潜力约束 LED 参数空间。若 SBN 观测到偏离三个活跃中微子框架，它也有能力区分 3+1 框架所预言的 sterile 振荡与 LED 的 sterile 振荡。