探索 SHiP 实验中的 3+1 中微子模型

在本研究中，我们延续了之前的工作，估算了 Search for Hidden Particles（SHiP）实验对 3+1 中微子模型的灵敏度。我们采用带有参数自助法的费德尔曼-康斯因方法，以考虑 nuisance 参数和系统不确定性。先前的工作中，我们提出了双基线方法，建议在 120 米处的远端 SND（FSND）与在 27 米处的近端 SND（NSND）配合使用。本研究中沿用了相同方法。仅使用 NSND configurations 可在 $\Delta m_{41}^2 \sim 10^3\,\mathrm{eV}^2$ 附近探测到 $|U_{\alpha4}|^2 \gtrsim 0.1$ 的混合参数，同时将归一化系统不确定性从 20% 降低到 10%，显著提升灵敏度，约提高一个数量级。此外，FSND 的纳入显著提升了灵敏度，具体提升幅度因味型和系统不确定性而异，提升范围为 2 至 10 倍。在两种味型混合情形下， neutrino 现象与消失之间的消减效应会在灵敏度曲线上产生拐点，而在双基线方法中则消失。