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在 INO 结合缪子与强子信息增强对非标准中微子相互作用的灵敏度

高能物理 - 唯象学 2020-07-15 v1 高能物理 - 实验 仪器与探测器

摘要

中微子与物质费米子的中性流非标准相互作用(NSI)在地球物质内部长距离传播时,除了物质中由 WW 介导的相互作用引起的标准 MSW 势之外,还可产生额外的物质势。在本文中,我们利用 INO 的 50 kt 磁化 ICAL 探测器,探讨了味违背中性流 NSI 参数 εμτ\varepsilon_{\mu\tau} 在大气层中微子和反中微子振荡中的影响。我们发现,由于非零的 εμτ\varepsilon_{\mu\tau}νμνμ\nu_\mu\rightarrow\nu_\muνˉμνˉμ\bar\nu_\mu\rightarrow\bar\nu_\mu 跃迁概率在更高能量和更长基线处(真空振荡占主导)被显著修正。我们估算了 ICAL 探测器针对不同分箱方案和可观测量选择的灵敏度。我们得到的最乐观的 εμτ\varepsilon_{\mu\tau} 界限为 0.01<εμτ<0.01-0.01 < \varepsilon_{\mu\tau} < 0.01(90% 置信水平),使用 500 kt\cdotyr 曝光量,并考虑 Eμ,cosθμ,EhadE_\mu,\, \cos\theta_\mu,\,E'_{\rm had} 作为可观测量,其范围分别为 [1, 21] GeV、[-1, 1] 和 [0, 25] GeV。我们首次表明,ICAL 探测器的电荷鉴别能力对于设定 εμτ\varepsilon_{\mu\tau} 的严格约束至关重要。我们还表明,当我们在拟合中将 εμτ\varepsilon_{\mu\tau} 在其 -0.1 到 0.1 范围内边缘化时,质量层级灵敏度根据分析模式的不同恶化了 10% 到 20%,而大气参数的精度测量在 ICAL 探测器处保持相当稳健。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.02027,
  title  = {Enhancing Sensitivity to Non-Standard Neutrino Interactions at INO combining muon and hadron information},
  author = {Amina Khatun and Sabya Sachi Chatterjee and Tarak Thakore and Sanjib Kumar Agarwalla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02027},
  year   = {2020}
}

备注

26 pages, 9 figures, 5 tables