利用反应堆反中微子以 ISMRAN 装置约束主动-惰性中微子混合

本工作中，我们给出了在极短基线利用印度反应堆反中微子闪烁体矩阵（ISMRAN）实验装置对主动-惰性中微子混合的灵敏度分析。本文考虑了采用单个探测器的电子反中微子诱发事件测量，该探测器可置于单一位置或在给定反应堆堆芯的近端与远端之间移动。后一种情形下的结果独立于反应堆反中微子能谱的理论预言及探测器相关系统误差。我们的分析表明，与仅在单一探测器位置测量相比，在近端与远端探测器位置组合下进行的测量在较高 $\Delta m^{2}_{41}$ 处结果显著改善。研究发现，来自 100 MW$_{th}$ 功率 DHRUVA 研究堆芯的最佳近端与远端探测器位置组合分别为 7 m 和 9 m，在此组合下 ISMRAN 装置可在 1.4 $eV^{2} \leq \Delta m^{2}_{41} \leq$ 4.0 $eV^{2}$ 的反应堆反中微子异常区域及当前主动-惰性中微子振荡参数的最佳拟合点处予以排除。在这些探测器位置组合下，若 $\sin^{2}2\theta_{14}\geq 0.09$ 且 $\Delta m^{2}_{41}$ = 1 eV$^{2}$，ISMRAN 装置在 1 ton-yr 曝光的条件下能以 95$\%$ 置信水平观测到主动-惰性中微子振荡。通过将探测器置于具有更高热功率 1250 MW$_{th}$ 的紧凑原型快增殖堆（PFBR）设施的近端与远端距离 15 m 和 17 m 处，相同曝光下主动-惰性中微子混合灵敏度可提高约 22$\%$。