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洛伦兹不变性破坏会影响深地下中微子实验的灵敏度吗?

高能物理 - 唯象学 2021-03-10 v2 高能物理 - 实验 仪器与探测器

摘要

我们考察在深地下中微子实验(DUNE)背景下,洛伦兹不变性破坏(LIV)对测量 θ23\theta_{23} 八分仪与 CP 相位的影响。我们考虑涉及 eμe - \muaeμa_{e\mu})与 eτe - \tauaeτa_{e\tau})味的 CPT 破坏 LIV 参数,它们在正反中微子出现概率中诱导出额外的干涉项。这一新干涉项同时依赖于标准 CP 相位 δ\delta 与新的动力学 CP 相位 φeμ\varphi_{e\mu}/φeτ\varphi_{e\tau},从而在(θ23\theta_{23}δ\deltaφ\varphi)之间产生新的简并。每次只考虑一个 LIV 参数并取小值 aeμ=aeτ=5×1024|a_{e\mu}| = |a_{e\tau}| = 5 \times 10^{-24} GeV,我们发现对于 δ\deltaφeμ\varphi_{e\mu}/φeτ\varphi_{e\tau} 的不利组合,DUNE 的八分仪发现潜力显著恶化。仅当 sin2θ230.42\sin^2\theta_{23} \lesssim 0.420.62\gtrsim 0.62 且任意选择 δ\deltaφ\varphi 时,θ23\theta_{23} 的八分仪才能在 3σ3\sigma 被分辨。有趣的是,我们还观察到当 LIV 参数 aeμa_{e\mu}aeτa_{e\tau} 同时存在时,它们很大程度上相互抵消了彼此的影响,使 DUNE 大体恢复其八分仪分辨能力。我们还重构了 CP 相位 δ\deltaφeμ\varphi_{e\mu}/φeτ\varphi_{e\tau}δ\delta 的典型 1σ1\sigma 不确定度为 1010^{\circ}1515^{\circ},而 φeμ\varphi_{e\mu}/φeτ\varphi_{e\tau} 的为 2525^{\circ}3030^{\circ},取决于其真值的选择。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.13306,
  title  = {Can Lorentz Invariance Violation affect the Sensitivity of Deep Underground Neutrino Experiment?},
  author = {Sanjib Kumar Agarwalla and Mehedi Masud},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.13306},
  year   = {2021}
}

备注

27 pages, 11 figures, 1 table. Matches with the published version