GeV 中微子穿过地球的传播

我们通过考虑三种活跃中微子风味，研究了地球物质效应对上行 GeV 中微子振荡的影响。对于在 3 至 12 GeV 能量范围内的中微子，我们在三种\textit{不同}密度下观察到了 $\nu_e\leftrightarrow \nu_{\mu,\tau}$ 振荡过程的三个不同共振峰。然而，根据最真实的地球密度分布，在对应于密度 $6.6\,g/cm^3$ 的中微子能量 6.18 GeV 处的第二个峰并不存在。因此，该能量下的共振不可能属于 MSW 型。为了计算地球上这些 GeV 中微子的观测通量，我们考虑了源处的两种不同通量比：通量比为 $1:2:0$ 的标准情景和通量比为 $0:1:0$ 的 μ子阻尼情景。观察到在探测器处，标准情景给出的观测通量比为 $1:1:1$，而 μ子阻尼情景具有不同的比例。对于 $E_{\nu} < 20$ GeV 的 μ子阻尼情况，我们始终得到观测到的中微子通量为 $\Phi_{\nu_e} < \Phi_{\nu_\mu}\simeq \Phi_{\nu_\tau}$；而对于 $E_{\nu} > 20$ GeV，我们得到的平均值为 $\Phi_{\nu_e}\sim 0$ 且 $\Phi_{\nu_\mu}\simeq \Phi_{\nu_\tau}\simeq 0.45$。即将建成的 PINGU 将能够进一步阐明这些 GeV 中微子的共振性质，并有望能够区分 GeV 能量范围内源处中微子产生的不同过程。