SPS 升级在 β 束和 EC 束方面的物理潜力

未来中微子设施的目标是确定 $[U_{e3}]$ 混合和 CP 破坏。这将需要利用非常强的中微子源进行精密实验。为此，有人提议利用 CERN 的 SPS 加速器，通过 β 衰变或电子俘获跃迁的放射性核素衰变产生中微子束。我们讨论了此类设施的能力，作为加速能量和探测器基线的函数。我们得出结论，如果将 SPS 升级到 1000 GeV，并配合更长的基线，将对 CP 破坏的灵敏度有显著提升。我们比较了两种不同配置的物理潜力。对于 β 束，β+（中微子）和 β-（反中微子）具有相同的加速因子，两种设置是：I) γ=120，L=130 公里（Frejus）；II) γ=330，L=650 公里（Canfranc）。对于单色 EC 束，我们利用中微子振荡的能量依赖性来分离参数 U(e3) 和 CP 相位 δ。设置 I 在 γ=90 和 γ=195（当前 SPS 的最大值）下运行到 Frejus，而设置 II 在 γ=195 和 γ=440（升级后 SPS 的最大值）下运行到 Canfranc。主要结论是，虽然在确定 U(e3) 方面的增益相当有限，但设置 II 提供了对 CP 破坏更好的灵敏度。