未来中子子探测器中的磁单极子

我们探讨了未来中子子实验（DUNE 和 Hyper-Kamiokande）通过 Callan-Rubakov（CR）过程探测磁单极子的潜力。我们考虑了相对论性和非相对论性单极子，并聚焦于两种主要探测信号：高能反子产生和反子催化衰变。对于相对论性单极子，我们的 CR 过程分析表明，反子产生能量可达约 900 GeV，我们发现两种实验都可将单极子通量的限制降低一个数量级，低于帕克极限（约 $\Phi \lesssim 10^{-16}\,\mathrm{cm^{-2}\,s^{-1}\,sr^{-1}}$）。对于非相对论性单极子，我们重新评估了对反子催化衰变的实验灵敏度，获得了单极子通量的上限：对于 Hyper-Kamiokande，$\Phi \lesssim 2.3 \times 10^{-23}\,\mathrm{cm^{-2}\,s^{-1}\,sr^{-1}}$；对于 DUNE，$\Phi \lesssim 1.1 \times 10^{-22}\,\mathrm{cm^{-2}\,s^{-1}\,sr^{-1}}$。