利用下一代长基线实验约束洛伦兹不变性破缺

弦理论和圈量子引力等统一理论允许在普朗克尺度（$M_P \sim 10^{19}$ GeV）出现洛伦兹不变性破缺（LIV）。利用有效场论，该效应可在低能下以强度为 $\sim 1/M_P$ 的新相互作用形式被观测到。这些新相互作用包含具有 LIV 系数的算符，其可破坏 CPT 或守恒 CPT。本工作中，我们详细研究了这些 LIV 参数如何改变下一代长基线实验 DUNE 和 T2HK 中的跃迁概率。我们评估了这些实验单独及联合约束非对角 CPT 破坏（$a_{e\mu}$、$a_{e\tau}$、$a_{\mu\tau}$）与 CPT 守恒（$c_{e\mu}$、$c_{e\tau}$、$c_{\mu\tau}$）LIV 参数的灵敏度。我们推导了在这些 LIV 参数存在下 $\nu_{\mu}\to\nu_e$ 与 $\nu_{\mu}\to\nu_\mu$ 概率的近似紧凑解析表达式，以解释数值结果。我们探讨了这些 LIV 参数与 3$\nu$ 参数 $\theta_{23}$ 及 $\delta_{\rm CP}$ 之间可能的关联与简并。我们发现，对于非最大值的 $\theta_{23}$，独立 DUNE 与 T2HK 在其相反八分仪存在简并解。当我们联合 DUNE 与 T2HK 数据时，这些简并消失。在无信号情形下，我们利用独立 DUNE、T2HK 及其联合，在 95% C.L. 下给出了这些 CPT 破坏与 CPT 守恒 LIV 参数的预期界限。我们观察到，由于其可获取更长基线与高能中微子，DUNE 相比 T2HK 在探测所有这些 LIV 参数上具有更好范围。由于含 CPT 守恒 LIV 参数的项在振荡概率中正比于中微子能量，T2HK 对 CPT 守恒 LIV 参数几乎不敏感，因其主要处理亚 GeV 中微子。