Protvino 至 ORCA 实验在质量层级与非标准相互作用方面的最优配置

本文在三味情形下研究了 Protvino 至 ORCA（P2O）实验的质量层级灵敏度，以及其对中微子传播中非标准相互作用（NSI）的灵敏度。由于可能的最大基线长度达 2595 km，P2O 有望对中微子质量层级和 NSI 参数具有强灵敏度。我们的研究表明，尽管 P2O 最小配置的出现道事例数高于 DUNE，但由于本底事例数较大，P2O 的层级灵敏度仍低于 DUNE。我们的结果显示，对于 0.46 的本底压低因子以及出现道本底系统归一化误差为 $4\%$ 时，在 $\delta_{\rm CP} = 195^\circ$ 下 P2O 的层级灵敏度与 DUNE 相当。我们将 P2O 的这一配置称为优化 P2O。关于 NSI 的研究，我们发现，当分析中同时包含 $\epsilon_{e\mu}$ 和 $\epsilon_{e\tau}$ 时，对于 $\epsilon_{e\mu}$（$\epsilon_{e\tau}$），DUNE 的灵敏度与优化 P2O 相似（优于优化 P2O）。我们的结果表明，在存在 NSI 的情况下，相较于 DUNE，P2O 的层级灵敏度相对于标准三味情形的变化更大。此外，在 $\delta_{\rm CP} = 270^\circ (90^\circ)$ 时，存在 NSI 的层级灵敏度低于（高于）标准三味情形下的灵敏度。值得注意的是，对于当前全局分析得到的 $\delta_{\rm CP}$ 有利取值 $180^\circ < \delta_{\rm CP} < 360^\circ$（在标准三味及存在 NSI 下均如此），优化 P2O 的层级灵敏度并未显著优于 DUNE。