长基线中微子物理学：从 Fermilab 到 Kamioka

我们研究了旨在测量 ν_μ 到 ν_e 振荡概率的超长基线实验的物理潜力。我们的设计原则是将束流光谱调谐至物质效应的共振能量，并使光谱在该能量以上快速截止。物质效应放大信号，截止部分抑制来自更高能量的背景。信号信噪比可能优于任何其他常规 ν_μ 束实验。我们发现，来自 Fermilab 的束流指向 Super-K 检测器，对 sin²(2θ₁₃) 和 ΔM² 符号的灵敏度极佳。如果质量层级为反演，束流可以反中微子模式运行，信号信噪比类似，但事件率为 neutrino 模式的 55%。将 Fermilab 束流与 JHF-Kamioka 方案组合可提供非常互补的信息。我们发现，在 sin²(2θ₁₃) 范围从 0.001 到 0.05 时，对最大 CP 违背具有良好的灵敏度。