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LUNAR:用于液氩中束缚核子衰变的蒙特卡罗生成器

高能物理 - 唯象学 2026-06-29 v1 核理论

摘要

在液氩时间投影室中寻找核子衰变,需要定量描述束缚核环境如何重塑衰变产物运动学。我们提出了 LUNAR,一个快速、公开可用的蒙特卡罗生成器,专门用于氩-40(DUNE 远探测器的靶核)中束缚质子和中子的两体衰变。母核子从可选择的核基态中抽取——包括从平均场费米气体到氩谱函数的十种动量分布——并通过三种移除能方案之一(包括 Juszczak 等人的动量相关光学势)将其束缚在质壳外。两体衰变在离壳条件下进行,并 boosted 到实验室系,然后子介子通过半经典核内级联从核中传播出来,并为新产生的介子提供可选的形成区。我们使用该生成器来区分费米运动和束缚在塑造可观测介子谱中的不同作用,逐通道量化末态相互作用,并将当前 Super-Kamiokande 的限制转化为 DUNE 对所有标准衰变模式的预期事件产额。末态相互作用使超对称青睐的 pK+νˉp\to K^{+}\bar\nu 信号基本保持不变,同时使 pion、η\eta 和反 kaon 的产率大约减半——这一效应主导了由核模型选择引起的 ±10%\pm10\% 的差异。该代码作为轻量级、可扩展的工具发布给社区,用于信号效率和系统学研究。

关键词

引用

@article{arxiv.2606.30872,
  title  = {LUNAR: a Monte Carlo generator for bound-nucleon decay in liquid argon},
  author = {Jaroslaw Nowak},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.30872},
  year   = {2026}
}