TeV–PeV中微子观测站中的W玻色子与三叉产生
高能物理 - 唯象学
2020-02-20 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
摘要
探测TeV–PeV宇宙中微子为研究中微子物理和天体物理提供了关键检验。IceCube及更大的拟建IceCube-Gen2的统计量要求计算次主导于深度非弹性散射的中微子-核相互作用，后者由弱玻色子与核的耦合介导。此类相互作用中最大的是W玻色子与三叉产生，它们通过光子与核的耦合介导。在 companion paper [1] 中，我们给出了这些相互作用在高质量下最全面和精确的计算。本文中，我们研究其现象学后果。我们发现：(1) 这些相互作用由在壳W玻色子的产生主导，其携带大部分中微子能量；(2) 在水/铁上的截面可达带电电流深度非弹性散射的7.5%/14%，远大于后者所引用的不确定性；(3) 地球中的衰减增加了多达15%；(4) 对于最佳拟合的IceCube能谱，核上的W玻色子产生超过通过电子上Glashow共振的产生约20倍；(5) 主要信号是簇射，将显著影响IceCube-Gen2中的探测率；一小部分事件给出可能更早被探测到的独特特征。
引用
@article{arxiv.1910.10720,
title = {W-boson and trident production in TeV--PeV neutrino observatories},
author = {Bei Zhou and John F. Beacom},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10720},
year = {2020}
}
备注
Main text is 10 pages, 1 table, and 7 figures. Minor changes; results and conclusions unchanged; matches published version. Data files are available at https://github.com/bei-zhou/neutrino-W-boson-and-trident-production