宇宙源中性子作为新物理探针

极其高能宇宙射线与共同微波背景和类星体背景光的散射，可产生$\mathcal{O}(10^{18} \,{\rm eV})$的中性子，称为宇宙源中性子。这些中性子是来自极端宇宙加速器的唯一信使，能够揭示最高能宇宙射线的来源。因此，正在大力致力于实现其探测。特别是，GRAND项目计划在不久的将来使用射电天线观测$\nu_\tau$和$\bar \nu_\tau$成分的宇宙源中性子流。本文中，我们研究了GRAND如何用于探测宇宙源中性子以探测超标准模型物理。我们识别了三个充分动机的情景，这些情景在地球上的宇宙源中性子光谱中引起 distinct features。我们显示这些情景可以通过GRAND，使用10年的宇宙源中性子数据，在与当前实验互补的参数空间中进行测试。对于$\\nu$SI模型，我们发现GRAND可以约束$\\nu_\tau$的耦合，范围为[$10^{-2},10^{-1}$]，对应质量为0.1到1 GeV的标量。对于PD$\\nu$，我们发现GRAND对sterile-活性质量平方分离值敏感，范围为[$10^{-15},10^{-13}$] ${\rm eV}^2$。最后，对于$\\nu$DM模型，假设存在重质子，GRAND的限制显著优于当前其他可用数据的限制。这些结果依赖于实际的宇宙源flux约在角落，不远离当前IceCube限制。