关于在中微子振荡实验中分辨暗 LMA 解

在非标准相互作用存在下，太阳中微子数据与两个解一致：一个接近标准 LMA 解，其 $\sin^2\theta_{12} \simeq 0.3$；另一个为 $\sin^2\theta_{12}^D \simeq 0.7(=\cos^2\theta_{12})$。后者在文献中被称为暗 LMA（DLMA）解。由于存在所谓的中微子质量矩阵在 NSI 存在下的“广义质量层级”简并，该问题很难通过振荡分辨。然而，若质量层级在无振荡实验（如无中微子双贝塔衰变）中独立确定，则中微子振荡概率在 $\sin^2\theta_{12} \leftrightarrow \cos^2\theta_{12}$ 下的不变性丧失，从而打开了分辨 LMA 与 DLMA 的可能性。我们指出 $P_{\mu\mu}$ 通道可区分 $\theta_{12}$ 与 $\theta_{12}^D$，并研究了其在长基线实验中的相应差异。我们表明所需的关键要素是在反应堆实验测得的 $P_{ee}$ 通道的输入。我们发现，若质量层级由无中微子双贝塔衰变确定，则长基线实验（如 T2HK 和 DUNE）与反应堆实验（如 JUNO）中有效质量平方差的联合测量可在 1 年内以优于 $3\sigma$ 分辨 DLMA 困境，对 DUNE 则需略多于 3 年。