利用 IceCube 大气中微子数据限制等效原理的破坏

IceCube 最近收集的高统计量高能大气中微子数据为探测在低能中微子实验中被抑制的新物理场景打开了新窗口。本文在三中微子具有非普适引力耦合的框架下，分析 IceCube 大气中微子数据以限制等效原理破坏 (VEP)。在此场景中，VEP 对中微子振荡概率的影响可由两个参数 $\Delta \gamma_{21}\equiv \gamma_2-\gamma_1$ 和 $\Delta\gamma_{31}\equiv \gamma_3-\gamma_1$ 参数化，其中 $\gamma_i$ 表示中微子质量本征态与引力场的耦合。通过分析 IceCube-40 和 IceCube-79 的最新缪子径迹数据集，除了给出 $(\phi\Delta\gamma_{21},\phi\Delta\gamma_{31})$ 平面上的二维允许区域外，我们还获得了上限 $|\phi\Delta\gamma_{21}| < 9.1\times 10^{-27}$（90\% 置信水平），该结果将先前的限制提高了约 4 个数量级；以及 $|\phi\Delta\gamma_{31}| \lesssim 6\times 10^{-27}$（90\% 置信水平），将当前限制提高了约 1 个数量级。此外，我们还详细且解析地讨论了 VEP 对中微子振荡概率的影响。