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高能和超高能中微子相互作用的末态辐射

高能物理 - 唯象学 2025-02-07 v3 高能天体物理现象 高能物理 - 实验

摘要

由高能和超高能中微子产生的带电轻子有相当大的概率发射瞬发内部轫致辐射 ν+N+X+γ\nu_\ell + N \rightarrow \ell + X + \gamma。这可能对中微子探测产生重要影响。我们讨论了在高能和超高能中微子望远镜以及大型强子对撞机的前沿物理设施(Forward Physics Facility)中可观测的后果。当测量带电轻子能量或级联剩余部分时,对数增强效应可能相当显著(例如,20%\sim 20\%)。我们评述了末态辐射对测量非弹性度分布、ν/νˉ\nu/\bar{\nu}通量比、穿通缪子以及高能中微子观测中的双爆(double-bang)特征的影响。此外,对于超高能中微子观测,我们发现末态辐射使整体可探测能量增加多达20%,影响味测量,并降低穿出地球的陶轻子和再生陶中微子的能量。其中许多因素对测量中微子通量和能谱有显著影响。最后,对于大型强子对撞机的前沿物理设施,我们发现末态辐射将影响未来对奇异夸克部分子分布函数的提取。末态辐射应被纳入中微子望远镜和前沿物理设施的未来分析中。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.07984,
  title  = {Final state radiation from high and ultrahigh energy neutrino interactions},
  author = {Ryan Plestid and Bei Zhou},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.07984},
  year   = {2025}
}

备注

Main text 11 pages, 5 figures. Match published version, and added a scaling relation for shower energy shift and a Github link for the data