来自高精度长基线实验的非幺正中微子混合的模型无关约束

我们对活性 3$\nu$ 混合角（$\theta_{12}$、$\theta_{13}$ 和 $\theta_{23}$）及 CP 相位 $\delta_{\mathrm{CP}}$ 的认知正日益精确，使我们能够以极高精度检验轻子混合矩阵的幺正性。未来的高精度长基线实验将在这一方向上发挥重要作用。本工作中，我们研究了在下一代长基线实验 DUNE 与 T2HKK/JD+KD（其中一个探测器位于日本（T2HK/JD），第二个探测器位于韩国（KD））背景下可能非幺正中微子混合（NUNM）的影响。我们估算了这些装置放置直接、模型无关且具有竞争力的各类 NUNM 参数约束的灵敏度。我们展示了 NUNM 参数、$\theta_{23}$ 与 $\delta_{\mathrm{CP}}$ 之间可能的关联。我们使用仅远探测器数据并辅以物质中振荡概率的简单近似解析表达式所得数值结果表明，由于 JD+KD 在出现道中统计量更大、在消失道中系统不确定性更小，其对 $|\alpha_{21}|$ 和 $\alpha_{22}$ 的灵敏度优于 DUNE。对于 $|\alpha_{31}|$、$|\alpha_{32}|$ 和 $\alpha_{33}$，DUNE 由于更大的物质效应和更宽的中微子能谱而给出更好的约束。对于 $\alpha_{11}$，DUNE 与 JD+KD 给出相近的界限。我们还展示了通过合并 DUNE 与 JD+KD 装置的前瞻数据，NUNM 参数的界限可改善多少。我们发现，由于零距离效应，近探测器单独也能在这两种装置中约束 $\alpha_{11}$、$|\alpha_{21}|$ 和 $\alpha_{22}$。最后，我们观察到 DUNE 中的 $\nu_\tau$ 出现样本可改善对 $|\alpha_{32}|$ 和 $\alpha_{33}$ 的约束。