Анализ результата эксперимента нейтрино-4 совместно с другими экспериментами по поиску стерильного нейтрино в рамках нейтринной модели 3+1
- Авторы: Серебров А.П1, Самойлов Р.М1, Чайковский М.Е1
-
Учреждения:
- НИЦ «Курчатовский институт»
- Выпуск: Том 164, № 1 (2023)
- Страницы: 66-83
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/144765
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451023070064
- EDN: https://elibrary.ru/GEIMEM
- ID: 144765
Цитировать
Аннотация
Проанализировано соответствие результатов, полученных в эксперименте Нейтрино-4 с результатами экспериментов NEOS, DANSS, STEREO, PROSPECT на реакторах, экспериментов MiniBooNE, LSND, MicroBoone на ускорителях, эксперимента IceCube и эксперимента BEST c нейтринным источником 51Cr. Обсуждается согласие результатов эксперимента Нейтрино-4, эксперимента BEST и галлиевой аномалии по углу смешивания. Обсуждается разногласие между результатами перечисленных выше прямых экспериментов с результатами реакторной аномалии, а также с ограничениями из солнечных и космологических данных. Показано, что результаты, вышеперечисленных прямых ускорительных экспериментов по поиску стерильного нейтрино и эксперимента IceCube не противоречат эксперименту Нейтрино-4 в рамках нейтринной модели 3+1 в пределах 3σ контуров экспериментальных ошибок. Параметры стерильного нейтрино из экспериментов Нейтрино-4 и BEST позволяют сделать оценку на массу стерильного нейтрино m4 = (2.70 ± 0.22)эВ и эффективную массу электронного нейтрино m4νe = (0.86 ± 0.21)эВ. Приводится матрица модулей параметров смешивания в нейтринной модели 3+1 и схема смешивания.
Об авторах
А. П Серебров
НИЦ «Курчатовский институт»
Email: serebrov_ap@pnpi.nrcki.ru
Р. М Самойлов
НИЦ «Курчатовский институт»
М. Е Чайковский
НИЦ «Курчатовский институт»
Список литературы
- R. L. Workman et al., Particle Data Group, Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2022, 083C01 (2022). https://doi.org/10.1093/ptep/ptac097
- A. Aguilar et al., LSND Collaboration, Phys. Rev. D 64, 112007 (2001); [hep-ex/0104049]; https://doi.org/10.1103/PhysRevD.64.112007
- A. A. Aguilar-Arevalo et al., MiniBooNE Collaboration, Phys. Rev. Lett. 121, 221801 (2018); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.221801
- G. Mention, M. Fechner, T. Lasserre, T. Mueller, D. Lhuillier, M. Cribier et al., The Reactor Antineutrino Anomaly, Phys. Rev. D 83, 073006 (2011); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.83.073006
- C. Giunti and T. Lasserre, eV-scale Sterile Neutrinos, Annual Review of Nuclear and Particle Science, 69, 163 (2019); https://doi.org/10.1146/annurevnucl-101918-023755
- W. Hampel et al., GALLEX Collaboration, Phys. Lett. B 420, 114 (1998); https://doi.org/10.1016/S0370-2693(97)01562-1
- J. Abdurashitov et al., SAGE Collaboration, Phys. Rev. C 59, 2246 (1999); https://doi.org/10.1103/PhysRevC.59.2246
- V. Barinov, B. Cleveland, V. Gavrin, D. Gorbunov, and T. Ibragimova, Phys. Rev. D 97, 073001 (2018); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.073001
- S. Gariazzo, P. F. de Salas, and S. Pastor, JCAP 07, 014 (2019).
- B. Dasgupta and J. Kopp, Phys. Rev. Lett. 112, 031803 (2014).
- A. Serebrov and R. Samoilov, JETP Lett 112 4, 199 (2020); https://doi.org/10.1134/S0021364020160122
- A. P. Serebrov et al., Neutrino-4 Collaboration, Phys. Rev. D 104, 032003; https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.032003
- V. V. Barinov et al., BEST Collaboration, Phys. Rev. C 105, 065502 (2022); https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.065502
- V. Barinov, V. Gavrin, V. Gorbachev, D. Gorbunov, and T. Ibragimova, Phys. Rev. D 99, 111702 (2019); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.99.111702
- V. Barinov and D. Gorbunov, Phys. Rev. D 105, L051703 (2022); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.105.L051703
- K. N. Abazajian et. al., Light Sterile Neutrinos: A White Paper, arXiv:1204.5379v1
- C. Giunti, Y. F. Li, C. A. Ternes, and Z. Xin, Phys. Lett. B 829, 137054 (2022).
- K. Goldhagen, M. Maltoni, S. Reichard, and Thomas Schwetz, Eur. Phys. J. C 82, 116 (2022); https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10052-2
- F. P. An et al., PROSPECT, Daya Bay collaborations, Phys. Rev. Lett. 128, 081801 (2022); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.081801
- D. S. Gorbunov, V. A. Rubakov, Introduction to the Theory of the Early Universe: Hot Big Bang Theory, 2nd edition, New Jersey: World Scientific (2017); https://doi.org/10.1142/7874
- I. Alekseev et. al., DANSS Collaboration, Phys. Lett. B 787, 56 (2018); https://doi.org/10.1016/j.physletb.2018.10.038.
- Z. Atif et al., The RENO and NEOS Collaborations, Search for Sterile Neutrino Oscillation Using RENO and NEOS Data, Phys. Rev. D 105, L111101 (2022); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.105.L111101
- M. Andriamirado et. al., PROSPECT Collaboration, Phys. Rev. D 103, 032001 (2021); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.032001
- H. Almaz'an et. al., STEREO Collaboration, Phys. Rev. D 102, 052002 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.052002
- M. Licciardi, Experimental results with reactors, The XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022), https://indico.kps.or.kr/event/30/contributions/850/attachments/143/309/Slide_Matthieu%20Licciardi.pdf
- M. Aker et al., KATRIN Collaboration, Phys. Rev. Lett. 126, 091803 (2021); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.091803
- M. Aker et al., The KATRIN Collaboration, Nat. Phys. 18, 160-166 (2022); https://doi.org/10.1038/s41567-021-01463-1
- M. Agostini et al., GERDA Collaboration, Phys. Rev. Lett. 125, 252502 (2020); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.252502
- K. Abe et al., T2K Collaboration, Phys. Rev. D 91, 051102(R) (2015); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.91.051102
- M. G. Aartsen et al., IceCube Collaboration, Phys. Rev. Lett. 125, 141801; https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.141801
- M. G. Aartsen et al., IceCube Collaboration, Phys. Rev. D 102, 052009; https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.052009
- M. Dentler, 'A. Hern'andez-Cabezudo, J. Kopp et al., J. High Energ. Phys. 2018, 10, (2018).
- C. A. Arg�uelles et al., Phys. Rev. Lett. 128, 241802 (2022); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.241802
- S. Haystotz, P. F. de Salas, S. Gariazzo, M. Gerbino, M. Lattanzi, S. Vagnozzi, K. Freese, and S. Pastor, Phys. Rev. D 104, 123524 (2021); https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.123524
- A. P. Serebrov, R. M. Samoilov, M. E. Chaikovskii, and O.M. Zherebtsov, JETP Letters 116, 669 (2022); https://doi.org/10.1134/S002136402260224X
- C. Rubbia, XIX International Workshop on Neutrino Telescopes, (Online - 18-26 February 2021); https://agenda.infn.it/event/24250/timetable/#20210218.detailed
- R. Samoilov, Neutrino-4 Collaboration, LXX International Conference NUCLEUS - 2020. Nuclear Physics and Elementary Particle Physics; https://indico.cern.ch/event/839985/contributions/4060591/attachments/2124912/3577374/Samoilov_neutrino-4_nucleus.pdf