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既然 $\theta_{13}$ 很大,反应堆实验中的中微子质量阶序

高能物理 - 实验 2015-06-11 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

既然已知 θ13\theta_{13} 很大,中等基线反应堆实验可以观测到电子反中微子存活概率曲线的精细结构,即在 L/EL/E 上波长约为 4π/ΔM3124\pi/\Delta M^2_{31} 的近似周期性振荡。这种关于 L/EL/E 的周期性被 2-3 振荡所破坏,在正常(反常)阶序情况下,这会使前 16 次振荡几乎升高(降低)1%,并使接下来的 16 次振荡降低(升高)。每个峰的能量决定了质量差的一个特定组合,例如对于基线低于 40 km 时可见的几乎所有峰,其组合为 cos2(θ12)ΔM312+sin2(θ12)ΔM322\cos^2(\theta_{12})\Delta M^2_{31} + \sin^2(\theta_{12})\Delta M^2_{32}。将这些组合相互比较或与 NOvA 结果比较,原则上可以确定质量阶序。或者,由于 1-3 和 2-3 振荡概率的傅里叶变换因 1-2 振荡概率而存在相位差,在 1-2 振荡最大值附近,总存活概率的复相位可用于确定阶序。两种干涉效应使这项任务变得困难。首先,反应堆之间数公里的距离将低于约 4 MeV 的峰振幅减小。其次,即使是 100 公里或更远的反应堆也会显著掩盖 1-2 振荡最大值,这也使得使用单个探测器测量太阳混合角变得复杂。

关键词

引用

@article{arxiv.1208.1991,
  title  = {The Neutrino Mass Hierarchy at Reactor Experiments now that theta13 is Large},
  author = {Emilio Ciuffoli and Jarah Evslin and Xinmin Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1208.1991},
  year   = {2015}
}

备注

32 pages, 15 pdf figures, refs added