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低能中微子散射物理的最新进展及其对标准模型与超越标准模型物理的启示

高能物理 - 唯象学 2023-12-19 v1 高能物理 - 实验 核实验 核理论

摘要

中微子持续为粒子物理标准模型的结构提供检验平台,并暗示着超越标准模型的物理。跨越数个数量级能量、源自众多地面与天体物理过程的中微子,已通过多种衰变和相互作用机制被探测到。在 MeV 尺度,直到几年前还有一个难以捉摸的过程,即相干弹性中微子-原子核散射(CEvNS),它在五十多年前被理论预言却从未被实验观测到。COHERENT 合作组在停止π介子中微子源上对 CEvNS 过程的近期实验观测激发了众多子领域物理学家的兴趣。这对核物理、高能物理、天体物理等具有至关重要的影响。CEvNS 作为一个低能过程,为研究中微子 sector 中轻的、弱耦合的新物理提供了天然窗口。在本综述中,我们旨在提供低能中微子散射物理的现状及其对标准模型和超越标准模型物理的启示。我们讨论计算树级 CEvNS 截面的通用形式体系,并给出源于不同源的 CEvNS 截面的估计理论不确定性。我们还讨论具有超新星探测意义的几十 MeV 中微子的非弹性散射,这些对未来中微子实验至关重要。我们讨论如何将 CEvNS 实验用作标准模型(SM)弱物理的检验平台以及搜索超越标准模型(BSM)物理信号。任何对 SM 预言事件率的偏离,无论是总事件率的变化还是反冲谱形状的变化,都可能指示相互作用截面的新贡献。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.07840,
  title  = {Recent Progress in Low Energy Neutrino Scattering Physics and Its Implications for the Standard and Beyond the Standard Model Physics},
  author = {V. Pandey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.07840},
  year   = {2023}
}

备注

Invited review article for the Progress in Particle and Nuclear Physics. Published version. 58 pages, 11 figures, 5 tables