质子驱动升级与离轴探测器的中微子振荡：案例研究

我们研究了 NuMI 束流在配备离轴高细分铁闪烁体探测器以及纳入目前正在研究的质子驱动升级后的物理潜力。我们重点关注在假设当前或筹备中实验取得不同结果的情况下，实验确定剩余中微子振荡参数的前景。讨论了用于探测 $\nu_\mu$ 到 $\nu_e$ 跃迁的束流条件和探测器位置的优化。根据太阳中微子难题的实际解，考虑了不同的物理情景。假设探测器符合现实情况且进行完整的数据分析，如果 KamLAND 测量到 $\Delta m^2_{solar}$，我们发现在可行的曝光时间内可以同时测量 $|U_{e3}|^2$ 和 CP 破坏相位 $\delta$。这需要对中微子和反中微子束流均进行曝光。如果 $\Delta m^2_{solar}$ 的值处于 KamLAND 灵敏度的上限（即在 KamLAND 之后 $\Delta m^2_{solar}$ 的精确值仍然未知），我们还能进一步对其加以约束。如果太阳中微子解不在 LMA 区域内，我们可以测量 $|U_{e3}|^2$ 并确定中微子质量等级。质子驱动的存在对于大多数此类测量的可行性至关重要。