LHC前向物理设施中的中微子电磁性质与弱混合角

LHC 在前向产生所有三种味的高能中微子强束流，并已提出前向物理设施（FPF）以容纳一系列利用此机会的实验。在本研究中，我们探讨 FPF 探测中微子电磁性质的潜力，包括中微子毫电荷、磁矩与电荷半径。我们发现，由于 LHC 处 tau 中微子的大通量，FPF 探测器将能通过搜寻低反冲能电子散射事件中的超出，提供比 DONUT 先前测量更灵敏的 tau 中微子磁矩与毫电荷约束。我们还发现，通过精确测量中性流深度非弹性散射事件率，FPF 探测器有潜力获得电子中微子电荷半径的最强实验界限，以及缪子中微子味的最领先界限之一。同一信号也可用于测量弱混合角，我们估计在尺度 $Q \sim 10$ GeV 处 $\sin^2 \theta_W$ 可被测量至约 $3\%$ 精度，从而为长期的 NuTeV 反常提供新见解。