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低能 $\nu_e$ 在 $^{40}$Ar 上的带电中子吸收的连续贡献

高能物理 - 唯象学 2026-04-30 v1 核理论

摘要

40^{40}Ar 上低能 νe\nu_e 带电中子吸收的准确建模,是为了实现使用大型氦丙烷时间投影气室 (LArTPC) 检测器(如计划用于 Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) 的检测器)对天体中子的测量所必需的。我们重新审视了用于 DUNE 对超新星和太阳中子信号敏感性估计的 MARLEY 中子相互作用模型。针对核激发能量的不可约连续区, pursued了多项理论细化。使用混合策略计算 40^{40}Ar 上包容带电中子-氦丙烷交叉截面。对不可约状态的核跃迁使用 Hartree-Fock 连续随机相位近似 (HF-CRPA) 模型处理,包括禁止贡献。对低能级离散能级的允许跃迁也包括在内,使用间接测量和对动量传递依赖性的近似校正。通过将这些计算与统计核 de-excitation 模型耦合,获得专属预测。我们检讨了对 DUNE 和类似实验感兴趣的可观测量的影响,包括总截面和微分截面。我们的细化计算预测,与先前的 MARLEY 模型相比,允许的截面部分更低。在能量明显低于 100 MeV 时,禁止跃迁的包含并未完全弥补允许强度的损失。对于来自银河坍塌超新星的代表性中子脉冲,我们的结果表明,MARLEY 1.2.0 在类似 DUNE 的检测器中约高估了约 20% 的事件产量。然而,由于这种高估在反向角度更为严重,使用带电中子 νe\nu_e-40^{40}Ar 反应进行超新星指向可能比此前预期的更可行。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.26801,
  title  = {Continuum contribution to charged-current absorption of low-energy $\nu_e$ on $^{40}$Ar},
  author = {Steven Gardiner and Pablo Barham Alzás and Alexis Nikolakopoulos and Luca H. Abu El-Haj and Natalie Jachowicz and Vishvas Pandey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.26801},
  year   = {2026}
}

备注

27 pages, 13 figures