形状因子不确定性对相干弹性中微子-原子核散射数据解释的影响

标准模型的相干弹性中微子-原子核散射（CEνNS）截面受到核形状因子不确定性的影响，主要由中子密度分布的根均方半径驱动。受 COHERENT I-III 阶段和未来多吨级直接探测暗物质实验的启发，我们在碘化铯、锗、氙和氩探测器中评估了这些不确定性。我们发现，当动量转移 q\gtrsim 20 MeV 时这些不确定性变得显著，且基本与形状因子参数化无关。因此，形状因子不确定性对于由反应堆或太阳中微子诱导的 CEνNS 并不重要。考虑到这些不确定性后，我们评估了它们对 COHERENT 上 CEνNS 测量、弥漫超新星背景（DSNB）中微子以及亚 GeV 大气中微子的影响。我们还计算了不同原子核在 COHERENT 事件中相对于反冲能量的相对不确定性。对于 DSNB 和大气中微子，液氩探测器中的事件率不确定性可超过 5%。最后，我们考虑了形状因子不确定性对搜寻非标准的中微子相互作用、惰性中微子和广义中微子相互作用的影响。我们指出，利用 CEνNS 数据研究新物理会受到中子形状因子不确定性的影响，若未恰当考虑可能导致对新物理信号的误判。此处量化的不确定性也与暗物质直接探测搜寻相关。