Совместная аппроксимация ускорительных нейтринных экспериментов с длинной базой в программном обеспечении GNA

Аннотация

В ускорительных нейтринных экспериментах с длинной базой выполняется анализ данных нейтрино с целью определения фазы комбинированной четности δ_CP и иерархии масс нейтрино, которые важны для описания осцилляций нейтрино и других явлений в физике элементарных частиц. Поскольку нейтрино взаимодействуют очень слабо, набор достаточной статистики событий занимает долгое время. Проводящиеся сегодня эксперименты NOvA и T2K не способны
по отдельности достигнуть уровня значимости 5σ, чтобы определить значения неизвестных параметров осцилляций. Будущий ускорительный эксперимент с длинной базой DUNE будет также нацелен на измерение этих параметров осцилляций. Эти эксперименты имеют схожую постановку для наблюдения за нейтрино. Универсальная оболочка в программном обеспечении GNA создана, чтобы рассчитывать индивидуальные и совместные чувствительности экспериментов этого типа. Ожидается, что индивидуальные чувствительности NOvA и T2K к иерархии масс нейтрино и фазе комбинированной четности будут много меньше, чем чувствительности DUNE. Из анализа совместных чувствительностей получено, что гипотеза о сохранении комбинированной четности (δ_CP = 0, ±π) отклоняется на уровне значимости > 5σ для 60% возможных значений δ_CP для чисел событий, набранных в экспозиции 36 · 10²⁰ POT в каждом режиме в NOvA, 200 · 10²⁰ POT в T2K и после 7 лет работы DUNE. Чувствительности DUNE к иерархии масс нейтрино после 2 лет работы сравнимы с совместными чувствительностями NOvA и T2K.