2540 公里基线超束实验的物理潜力

我们研究了基线为 2540 公里的中微子超束实验的物理潜力。我们假设中微子束流类似于中等能量配置下的 NuMI 束流。我们考虑在 7 毫弧度离轴位置放置一个 100 千吨的全活性闪烁体探测器。我们发现，这种配置具有出色的质量等级区分能力。结合当前反应堆中微子实验的数据，如果 $\sin^2(2\theta_{13}) > 0.01$，仅运行中微子模式，它可以在不到 5 年内以 3$\sigma$ 置信水平确定中微子质量等级。作为一个独立实验，经过 5 年中微子运行和 5 年反中微子运行，如果 $\sin^2(2\theta_{13}) > 7\times10^{-3}$，它可以以 3$\sigma$ 置信水平确定非零的 $\theta_{13}$；如果 $\sin^2(2\theta_{13}) > 8\times10^{-3}$，则可以以 3$\sigma$ 置信水平确定质量等级。对于 $\sin^2(2\theta_{13}) > 0.02$，该数据还能区分 $\delta_{CP} = \pi/2$ 与 CP 守恒值 0 和 $\pi$。