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长程力:磁化探测器处的大气中微子振荡

高能物理 - 唯象学 2011-09-07 v4

摘要

LeLμL_e-L_\muLeLτL_e-L_\tauLμLτL_\mu-L_\tau的组合中,任意一种都可以在标准模型规范群下以无反常的方式被规范。这些规范玻色子的质量可以非常轻,以至于它们能因太阳中的电子在地球上诱导出长程力。这种类型的力可以通过中微子振荡得到显著约束。由于该势能对中微子和反中微子的符号相反,磁化铁量热器探测器(ICAL)能够对其产生强有力的约束。我们基于ICAL处的大气中微子,仅考虑带电电流相互作用中的缪子,对这些长程力进行了保守研究。我们发现,在无此类力的假设下,对于1兆吨·年的曝光量,耦合常数αeμ,eτ1.65×1053\alpha_{e\mu, e\tau} \lesssim 1.65 \times 10^{-53}(3σ\sigma置信水平)的严格界限。对于耦合常数的非零输入值,我们发现势能VeμV_{e\mu}不利于而VeτV_{e\tau}有助于区分质量层级。然而,两种势能都有助于显著区分θ23\theta_{23}的八分圆。利用源自LμLτL_\mu-L_\tau的规范玻色子ZZ^\prime与标准模型规范玻色子ZZ混合所产生的长程力,可以解释近期MINOS数据中的反常现象(中微子和反中微子的Δm322\Delta m^2_{32}差异),该解释可在ICAL处以超过5σ\sigma的置信水平进行检验。我们还讨论了如何利用地球与太阳之间距离的季节性变化,将这种解释与CPT破缺的解区分开来。

关键词

引用

@article{arxiv.1001.5344,
  title  = {Long-range forces : atmospheric neutrino oscillation at a magnetized detector},
  author = {Abhijit Samanta},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1001.5344},
  year   = {2011}
}

备注

9 pages, 3 figures; more explanations on the results are added