DARWIN 上的 $pp$ 太阳中微子

DARWIN 合作组最近论证，DARWIN（使用液态氙的暗物质 WImp 搜索）可通过中微子-电子散射收集大量有用的太阳 $pp$ 中微子样本，并以亚百分比精度测量其存活概率。我们更详细地探讨了此类样本的物理潜力。我们估计，凭借 300 吨·年的数据，DARWIN 还能在当前太阳中微子数据的帮助下测量 $\sin^2\theta_{13}$ 的值，并有可能在接近三西格玛水平排除 $\sin^2\theta_{13}=0$。我们较详细地探究了 DARWIN 能在多大程度上约束与 $\nu_1$ 准质量简并的新中微子质量本征态 $\nu_4$ 的存在，发现 DARWIN 的灵敏度超越所有当前和近未来对新的极轻中微子的搜索。特别是，只要诱导的质量平方差大于 $10^{-13}$ eV$^2$，DARWIN 就能检验 $\nu_1$ 为赝狄拉克费米子的假设，比现有约束灵敏一个数量级。自始至终，我们允许 DARWIN 填充天然氙或耗乏 $^{136}$Xe 的氙的假设。