在散裂源与直接探测实验中测量惰性中微子质量
高能物理 - 唯象学
2023-08-03 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们探讨了直接探测（DD）与散裂源（SS）实验在研究惰性中微子物理中的互补性。我们聚焦于惰性重子数中微子模型：该标准模型扩展引入了一个大质量惰性中微子，通过新的规范玻色子与夸克 sector 耦合。在此情形下，DD 与 SS 实验中活动中微子与靶材料的非弹性散射产生特征性的核反冲能谱，可在正向探测事件中重建中微子质量。我们首先基于 COHERENT 合作组在 CsI 与 LAr 靶上的数据推导该模型的新界限，发现其尚未探测到参数空间的新区域。随后我们评估未来 SS 实验测量惰性中微子质量与混合参数的能力，表明 15-50 MeV 范围内的质量可被重建。我们展示了惰性中微子混合测量中存在简并，其显著影响约 40 MeV 量级质量的参数重建。得益于更低能量阈值及对太阳 tau 中微子通量的灵敏度，DD 实验可部分解除惰性中微子混合中的简并，并将其质量重建能力显著改善至 9 MeV。我们的结果证明了 DD 与 SS 实验在测量惰性中微子质量方面的极佳互补性，并凸显了 DD 实验在搜寻中微子 sector 新物理中的威力。
引用
@article{arxiv.2307.05176,
title = {Measuring the Sterile Neutrino Mass in Spallation Source and Direct Detection Experiments},
author = {David Alonso-González and Dorian W. P. Amaral and Adriana Bariego-Quintana and David Cerdeno and Martín de los Rios},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05176},
year = {2023}
}
备注
22 pages, 10 figures. Minor changes