利用 DUNE、T2HK 与 T2HKK 间的互补性增强对轻子 CP 破坏的灵敏度

在现代反应堆实验对非零 $\theta_{13}$ 的里程碑式发现之后，过去十年中中微子质量-混合参数达到了前所未有的精度。这为在下一代长基线中微子振荡实验中以高置信度发现轻子 CP 破坏（LCPV）奠定了基础。在这项工作中，我们详细探讨了轴上 DUNE 与离轴 T2HK 实验之间可能的互补性，以抑制 $\theta_{23}-\delta_{\mathrm{CP}}$ 简并并增强对 LCPV 的灵敏度。我们发现，在其标称曝光量与系统不确定性下，这些实验单独均无法在其整个 $[-180^{\circ} , 180^{\circ}]$ 范围内对至少 75% 的 $\delta_{\mathrm{CP}}$ 取值实现 3$\sigma$ LCPV 的里程碑。然而，它们的组合仅需一半标称曝光量即可对所有 $\theta_{23}$ 值达到同样目标。我们观察到，所提出的 T2HKK 装置与 DUNE 组合仅需一半标称曝光量即可将 CP 覆盖度进一步提升至超过 80%。我们详细研究了孤立及组合情况下，$\ge$ 3$\sigma$ LCPV 的 $\delta_{\mathrm{CP}}$ 覆盖度如何依赖于 $\theta_{23}$ 的选择、曝光量、中微子与反中微子模式的最优运行时间，以及这些实验中的系统不确定性。我们发现，若将出现模式中的系统不确定性改善至 2.7%，独立的 T2HK 装置可对全部 $\theta_{23}$ 值提供约 75% 的 CP 覆盖度。我们还讨论了在分析结果的出现道中内禀、外禀与总 CP 不对称性，以及消失道中外禀 CP 不对称性所起的关键作用。