INO-ICAL在宽质量平方范围内探测活性-惰性中微子振荡

我们利用拟建的INO处50 kt磁化ICAL探测器预期的10年大气中微子数据，针对涉及轻惰性中微子的活性-惰性振荡在 $10^{-5}$ eV$^2$ 到 $10^2$ eV$^2$ 的大 $\Delta m^2_{41}$ 范围内的探测前景进行了详细分析。该探测器能在宽能区和基线范围内分别观测大气 $\nu_{\mu}$ 和 $\bar\nu_{\mu}$，使其对大范围内 $\Delta m^2_{41}$ 的大小和符号都敏感。若不存在轻惰性中微子，ICAL可在90% C.L.对 $\Delta m^2_{41}$ 在 $(0.5 - 5) \times 10^{-3}$ eV$^2$ 范围内给出具有竞争力的上限 $|U_{\mu 4}|^2 \lesssim 0.02$。对于相同的 $|\Delta m^2_{41}|$ 范围，若自然界中确实存在轻惰性中微子，ICAL将能利用 $\mu^{-}$ 与 $\mu^{+}$ 事件中地球的物质量效应分别确定其符号。这将有助于在四中微子混合场景中辨认中微子质量顺序。