论文标题

超越标准模型物理搜索的前景在深地下中微子实验

Prospects for Beyond the Standard Model Physics Searches at the Deep Underground Neutrino Experiment

论文作者

DUNE Collaboration, Abi, B., Acciarri, R., Acero, M. A., Adamov, G., Adams, D., Adinolfi, M., Ahmad, Z., Ahmed, J., Alion, T., Monsalve, S. Alonso, Alt, C., Anderson, J., Andreopoulos, C., Andrews, M. P., Andrianala, F., Andringa, S., Ankowski, A., Antonova, M., Antusch, S., Aranda-Fernandez, A., Ariga, A., Arnold, L. O., Arroyave, M. A., Asaadi, J., Aurisano, A., Aushev, V., Autiero, D., Azfar, F., Back, H., Back, J. J., Backhouse, C., Baesso, P., Bagby, L., Bajou, R., Balasubramanian, S., Baldi, P., Bambah, B., Barao, F., Barenboim, G., Barker, G. J., Barkhouse, W., Barnes, C., Barr, G., Monarca, J. Barranco, Barros, N., Barrow, J. L., Bashyal, A., Basque, V., Bay, F., Alba, J. L. Bazo, Beacom, J. F., Bechetoille, E., Behera, B., Bellantoni, L., Bellettini, G., Bellini, V., Beltramello, O., Belver, D., Benekos, N., Neves, F. Bento, Berger, J., Berkman, S., Bernardini, P., Berner, R. M., Berns, H., Bertolucci, S., Betancourt, M., Bezawada, Y., Bhattacharjee, M., Bhuyan, B., Biagi, S., Bian, J., Biassoni, M., Biery, K., Bilki, B., Bishai, M., Bitadze, A., Blake, A., Siffert, B. Blanco, Blaszczyk, F. D. M., Blazey, G. C., Blucher, E., Boissevain, J., Bolognesi, S., Bolton, T., Bonesini, M., Bongrand, M., Bonini, F., Booth, A., Booth, C., Bordoni, S., Borkum, A., Boschi, T., Bostan, N., Bour, P., Boyd, S. B., Boyden, D., Bracinik, J., Braga, D., Brailsford, D., Brandt, A., Bremer, J., Brew, C., Brianne, E., Brice, S. J., Brizzolari, C., Bromberg, C., Brooijmans, G., Brooke, J., Bross, A., Brunetti, G., Buchanan, N., Budd, H., Caiulo, D., Calafiura, P., Calcutt, J., Calin, M., Calvez, S., Calvo, E., Camilleri, L., Caminata, A., Campanelli, M., Caratelli, D., Carini, G., Carlus, B., Carniti, P., Terrazas, I. Caro, Carranza, H., Castillo, A., Castromonte, C., Cattadori, C., Cavalier, F., Cavanna, F., Centro, S., Cerati, G., Cervelli, A., Villanueva, A. Cervera, Chalifour, M., Chang, C., Chardonnet, E., Chatterjee, A., Chattopadhyay, S., Chaves, J., Chen, H., Chen, M., Chen, Y., Cherdack, D., Chi, C., Childress, S., Chiriacescu, A., Cho, K., Choubey, S., Christensen, A., Christian, D., Christodoulou, G., Church, E., Clarke, P., Coan, T. E., Cocco, A. G., Coelho, J. A. B., Conley, E., Conrad, J. M., Convery, M., Corwin, L., Cotte, P., Cremaldi, L., Cremonesi, L., Crespo-Anadón, J. I., Cristaldo, E., Cross, R., Cuesta, C., Cui, Y., Cussans, D., Dabrowski, M., da Motta, H., Peres, L. Da Silva, David, C., David, Q., Davies, G. S., Davini, S., Dawson, J., De, K., De Almeida, R. M., Debbins, P., De Bonis, I., Decowski, M. P., de Gouvêa, A., De Holanda, P. C., Astiz, I. L. De Icaza, Deisting, A., De Jong, P., Delbart, A., Delepine, D., Delgado, M., Dell'Acqua, A., De Lurgio, P., Neto, J. R. T. de Mello, DeMuth, D. M., Dennis, S., Densham, C., Deptuch, G., De Roeck, A., De Romeri, V., De Vries, J. J., Dharmapalan, R., Dias, M., Diaz, F., Díaz, J. S., Di Domizio, S., Di Giulio, L., Ding, P., Di Noto, L., Distefano, C., Diurba, R., Diwan, M., Djurcic, Z., Dokania, N., Dolinski, M. J., Domine, L., Douglas, D., Drielsma, F., Duchesneau, D., Duffy, K., Dunne, P., Durkin, T., Duyang, H., Dvornikov, O., Dwyer, D. A., Dyshkant, A. S., Eads, M., Edmunds, D., Eisch, J., Emery, S., Ereditato, A., Escobar, C. O., Sanchez, L. Escudero, Evans, J. J., Ewart, E., Ezeribe, A. C., Fahey, K., Falcone, A., Farnese, C., Farzan, Y., Felix, J., Fernandez-Martinez, E., Menendez, P. Fernandez, Ferraro, F., Fields, L., Filkins, A., Filthaut, F., Fitzpatrick, R. S., Flanagan, W., Fleming, B., Flight, R., Fowler, J., Fox, W., Franc, J., Francis, K., Franco, D., Freeman, J., Freestone, J., Fried, J., Friedland, A., Fuess, S., Furic, I., Furmanski, A. P., Gago, A., Gallagher, H., Gallego-Ros, A., Gallice, N., Galymov, V., Gamberini, E., Gamble, T., Gandhi, R., Gandrajula, R., Gao, S., Garcia-Gamez, D., García-Peris, M. Á., Gardiner, S., Gastler, D., Ge, G., Gelli, B., Gendotti, A., Gent, S., Ghorbani-Moghaddam, Z., Gibin, D., Gil-Botella, I., Girerd, C., Giri, A. K., Gnani, D., Gogota, O., Gold, M., Gollapinni, S., Gollwitzer, K., Gomes, R. A., Bermeo, L. V. Gomez, Fajardo, L. S. Gomez, Gonnella, F., Gonzalez-Cuevas, J. A., Goodman, M. C., Goodwin, O., Goswami, S., Gotti, C., Goudzovski, E., Grace, C., Graham, M., Gramellini, E., Gran, R., Granados, E., Grant, A., Grant, C., Gratieri, D., Green, P., Green, S., Greenler, L., Greenwood, M., Greer, J., Griffith, W. C., Groh, M., Grudzinski, J., Grzelak, K., Gu, W., Guarino, V., Guenette, R., Guglielmi, A., Guo, B., Guthikonda, K. K., Gutierrez, R., Guzowski, P., Guzzo, M. M., Gwon, S., Habig, A., Hackenburg, A., Hadavand, H., Haenni, R., Hahn, A., Haigh, J., Haiston, J., Hamernik, T., Hamilton, P., Han, J., Harder, K., Harris, D. A., Hartnell, J., Hasegawa, T., Hatcher, R., Hazen, E., Heavey, A., Heeger, K. M., Heise, J., Hennessy, K., Henry, S., Morquecho, M. A. Hernandez, Herner, K., Hertel, L., Hesam, A. S., Hewes, V, Higuera, A., Hill, T., Hillier, S. J., Himmel, A., Hoff, J., Hohl, C., Holin, A., Hoppe, E., Horton-Smith, G. A., Hostert, M., Hourlier, A., Howard, B., Howell, R., Huang, J., Huang, J., Hugon, J., Iles, G., Ilic, N., Iliescu, A. M., Illingworth, R., Ioannisian, A., Itay, R., Izmaylov, A., James, E., Jargowsky, B., Jediny, F., Jesùs-Valls, C., Ji, X., Jiang, L., Jiménez, S., Jipa, A., Joglekar, A., Johnson, C., Johnson, R., Jones, B., Jones, S., Jung, C. K., Junk, T., Jwa, Y., Kabirnezhad, M., Kaboth, A., Kadenko, I., Kamiya, F., Karagiorgi, G., Karcher, A., Karolak, M., Karyotakis, Y., Kasai, S., Kasetti, S. P., Kashur, L., Kazaryan, N., Kearns, E., Keener, P., Kelly, K. J., Kemp, E., Ketchum, W., Kettell, S. H., Khabibullin, M., Khotjantsev, A., Khvedelidze, A., Kim, D., King, B., Kirby, B., Kirby, M., Klein, J., Koehler, K., Koerner, L. W., Kohn, S., Koller, P. P., Kordosky, M., Kosc, T., Kose, U., Kostelecký, V. A., Kothekar, K., Krennrich, F., Kreslo, I., Kudenko, Y., Kudryavtsev, V. A., Kulagin, S., Kumar, J., Kumar, R., Kuruppu, C., Kus, V., Kutter, T., Lambert, A., Lande, K., Lane, C. E., Lang, K., Langford, T., Lasorak, P., Last, D., Lastoria, C., Laundrie, A., Lawrence, A., Lazanu, I., LaZur, R., Le, T., Learned, J., LeBrun, P., Miotto, G. Lehmann, Lehnert, R., de Oliveira, M. A. Leigui, Leitner, M., Leyton, M., Li, L., Li, S., Li, S. W., Li, T., Li, Y., Liao, H., Lin, C. S., Lin, S., Lister, A., Littlejohn, B. R., Liu, J., Lockwitz, S., Loew, T., Lokajicek, M., Lomidze, I., Long, K., Loo, K., Lorca, D., Lord, T., LoSecco, J. M., Louis, W. C., Luk, K. B., Luo, X., Lurkin, N., Lux, T., Luzio, V. P., MacFarland, D., Machado, A. A., Machado, P., Macias, C. T., Macier, J. R., Maddalena, A., Madigan, P., Magill, S., Mahn, K., Maio, A., Maloney, J. A., Mandrioli, G., Maneira, J., Manenti, L., Manly, S., Mann, A., Manolopoulos, K., Plata, M. Manrique, Marchionni, A., Marciano, W., Marfatia, D., Mariani, C., Maricic, J., Marinho, F., Marino, A. D., Marshak, M., Marshall, C., Marshall, J., Marteau, J., Martin-Albo, J., Martinez, N., Caicedo, D. A. Martinez, Martynenko, S., Mason, K., Mastbaum, A., Masud, M., Matsuno, S., Matthews, J., Mauger, C., Mauri, N., Mavrokoridis, K., Mazza, R., Mazzacane, A., Mazzucato, E., McCluskey, E., McConkey, N., McFarland, K. S., McGrew, C., McNab, A., Mefodiev, A., Mehta, P., Melas, P., Mellinato, M., Mena, O., Menary, S., Mendez, H., Menegolli, A., Meng, G., Messier, M. D., Metcalf, W., Mewes, M., Meyer, H., Miao, T., Michna, G., Miedema, T., Migenda, J., Milincic, R., Miller, W., Mills, J., Milne, C., Mineev, O., Miranda, O. G., Miryala, S., Mishra, C. S., Mishra, S. R., Mislivec, A., Mladenov, D., Mocioiu, I., Moffat, K., Moggi, N., Mohanta, R., Mohayai, T. A., Mokhov, N., Molina, J., Bueno, L. Molina, Montanari, A., Montanari, C., Montanari, D., Zetina, L. M. Montano, Moon, J., Mooney, M., Moor, A., Moreno, D., Morgan, B., Morris, C., Mossey, C., Motuk, E., Moura, C. A., Mousseau, J., Mu, W., Mualem, L., Mueller, J., Muether, M., Mufson, S., Muheim, F., Muir, A., Mulhearn, M., Muramatsu, H., Murphy, S., Musser, J., Nachtman, J., Nagu, S., Nalbandyan, M., Nandakumar, R., Naples, D., Narita, S., Navas-Nicolás, D., Nayak, N., Nebot-Guinot, M., Necib, L., Negishi, K., Nelson, J. K., Nesbit, J., Nessi, M., Newbold, D., Newcomer, M., Newhart, D., Nichol, R., Niner, E., Nishimura, K., Norman, A., Norrick, A., Northrop, R., Novella, P., Nowak, J. A., Oberling, M., Del Campo, A. Olivares, Olivier, A., Onel, Y., Onishchuk, Y., Ott, J., Pagani, L., Pakvasa, S., Palamara, O., Palestini, S., Paley, J. M., Pallavicini, M., Palomares, C., Pantic, E., Paolone, V., Papadimitriou, V., Papaleo, R., Papanestis, A., Paramesvaran, S., Park, J. C., Parke, S., Parsa, Z., Parvu, M., Pascoli, S., Pasqualini, L., Pasternak, J., Pater, J., Patrick, C., Patrizii, L., Patterson, R. B., Patton, S. J., Patzak, T., Paudel, A., Paulos, B., Paulucci, L., Pavlovic, Z., Pawloski, G., Payne, D., Pec, V., Peeters, S. J. M., Penichot, Y., Pennacchio, E., Penzo, A., Peres, O. L. G., Perry, J., Pershey, D., Pessina, G., Petrillo, G., Petta, C., Petti, R., Piastra, F., Pickering, L., Pietropaolo, F., Pillow, J., Pinzino, J., Plunkett, R., Poling, R., Pons, X., Poonthottathil, N., Pordes, S., Potekhin, M., Potenza, R., Potukuchi, B. V. K. S., Pozimski, J., Pozzato, M., Prakash, S., Prakash, T., Prince, S., Prior, G., Pugnere, D., Qi, K., Qian, X., Raaf, J. L., Raboanary, R., Radeka, V., Rademacker, J., Radics, B., Rafique, A., Raguzin, E., Rai, M., Rajaoalisoa, M., Rakhno, I., Rakotondramanana, H. T., Rakotondravohitra, L., Ramachers, Y. A., Rameika, R., Delgado, M. A. Ramirez, Ramson, B., Rappoldi, A., Raselli, G., Ratoff, P., Ravat, S., Razafinime, H., Real, J. S., Rebel, B., Redondo, D., Reggiani-Guzzo, M., Rehak, T., Reichenbacher, J., Reitzner, S. D., Renshaw, A., Rescia, S., Resnati, F., Reynolds, A., Riccobene, G., Rice, L. C. J., Rielage, K., Rigaut, Y., Rivera, D., Rochester, L., Roda, M., Rodrigues, P., Alonso, M. J. Rodriguez, Rondon, J. Rodriguez, Roeth, A. J., Rogers, H., Rosauro-Alcaraz, S., Rossella, M., Rout, J., Roy, S., Rubbia, A., Rubbia, C., Russell, B., Russell, J., Ruterbories, D., Saakyan, R., Sacerdoti, S., Safford, T., Sahu, N., Sala, P., Samios, N., Sanchez, M. C., Sanders, D. A., Sankey, D., Santana, S., Santos-Maldonado, M., Saoulidou, N., Sapienza, P., Sarasty, C., Sarcevic, I., Savage, G., Savinov, V., Scaramelli, A., Scarff, A., Scarpelli, A., Schaffer, T., Schellman, H., Schlabach, P., Schmitz, D., Scholberg, K., Schukraft, A., Segreto, E., Sensenig, J., Seong, I., Sergi, A., Sergiampietri, F., Sgalaberna, D., Shaevitz, M. H., Shafaq, S., Shamma, M., Sharma, H. R., Sharma, R., Shaw, T., Shepherd-Themistocleous, C., Shin, S., Shooltz, D., Shrock, R., Simard, L., Simos, N., Sinclair, J., Sinev, G., Singh, J., Singh, J., Singh, V., Sipos, R., Sippach, F. W., Sirri, G., Sitraka, A., Siyeon, K., Smargianaki, D., Smith, A., Smith, A., Smith, E., Smith, P., Smolik, J., Smy, M., Snopok, P., Nunes, M. Soares, Sobel, H., Soderberg, M., Salinas, C. J. Solano, Söldner-Rembold, S., Solomey, N., Solovov, V., Sondheim, W. E., Sorel, M., Soto-Oton, J., Sousa, A., Soustruznik, K., Spagliardi, F., Spanu, M., Spitz, J., Spooner, N. J. C., Spurgeon, K., Staley, R., Stancari, M., Stanco, L., Steiner, H. M., Stewart, J., Stillwell, B., Stock, J., Stocker, F., Stocks, D., Stokes, T., Strait, M., Strauss, T., Striganov, S., Stuart, A., Summers, D., Surdo, A., Susic, V., Suter, L., Sutera, C. M., Svoboda, R., Szczerbinska, B., Szelc, A. M., Talaga, R., Tanaka, H. A., Oregui, B. Tapia, Tapper, A., Tariq, S., Tatar, E., Tayloe, R., Teklu, A. M., Tenti, M., Terao, K., Ternes, C. A., Terranova, F., Testera, G., Thea, A., Thompson, J. L., Thorn, C., Timm, S. C., Todd, J., Tonazzo, A., Torti, M., Tortola, M., Tortorici, F., Totani, D., Toups, M., Touramanis, C., Trevor, J., Trzaska, W. H., Tsai, Y. -T., Tsamalaidze, Z., Tsang, K. V., Tsverava, N., Tufanli, S., Tull, C., Tyley, E., Tzanov, M., Uchida, M. A., Urheim, J., Usher, T., Vagins, M. R., Vahle, P., Valdiviesso, G. A., Valencia, E., Vallari, Z., Valle, J. W. F., Vallecorsa, S., Van Berg, R., Van de Water, R. G., Forero, D. Vanegas, Varanini, F., Vargas, D., Varner, G., Vasel, J., Vasseur, G., Vaziri, K., Ventura, S., Verdugo, A., Vergani, S., Vermeulen, M. A., Verzocchi, M., de Souza, H. Vieira, Vignoli, C., Vilela, C., Viren, B., Vrba, T., Wachala, T., Waldron, A. V., Wallbank, M., Wang, H., Wang, J., Wang, Y., Wang, Y., Warburton, K., Warner, D., Wascko, M., Waters, D., Watson, A., Weatherly, P., Weber, A., Weber, M., Wei, H., Weinstein, A., Wenman, D., Wetstein, M., While, M. R., White, A., Whitehead, L. H., Whittington, D., Wilking, M. J., Wilkinson, C., Williams, Z., Wilson, F., Wilson, R. J., Wolcott, J., Wongjirad, T., Wood, K., Wood, L., Worcester, E., Worcester, M., Wret, C., Wu, W., Wu, W., Xiao, Y., Yang, G., Yang, T., Yershov, N., Yonehara, K., Young, T., Yu, B., Yu, J., Zaki, R., Zalesak, J., Zambelli, L., Zamorano, B., Zani, A., Zazueta, L., Zeller, G. P., Zennamo, J., Zeug, K., Zhang, C., Zhao, M., Zhao, Y., Zhivun, E., Zhu, G., Zimmerman, E. D., Zito, M., Zucchelli, S., Zuklin, J., Zutshi, V., Zwaska, R.

论文摘要

深层中微子实验(Dune)将是各种物理主题的强大工具。高强度质子束提供了大中微子通量,由近检测器系统采样,该系统由功能强大的精度探测器组成,以及位于深层地下的大型远探测器系统。这种配置将沙丘设置为可以发现的机器,因为它不仅可以执行精确的中微子测量结果,这些测量可能会发现与当前的三种味道混合范式的偏差,而且还可以发现新的粒子,并揭示新的粒子,并揭示超出标准模型(SM)预测的新互动和对称性。 Of the many potential beyond the Standard Model (BSM) topics DUNE will probe, this paper presents a selection of studies quantifying DUNE's sensitivities to sterile neutrino mixing, heavy neutral leptons, non-standard interactions, CPT symmetry violation, Lorentz invariance violation, neutrino trident production, dark matter from both beam induced and cosmogenic sources, baryon number violation, and other new physics topics that补充那些在高能船员处的人,并显着扩大了目前的覆盖范围。

The Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) will be a powerful tool for a variety of physics topics. The high-intensity proton beams provide a large neutrino flux, sampled by a near detector system consisting of a combination of capable precision detectors, and by the massive far detector system located deep underground. This configuration sets up DUNE as a machine for discovery, as it enables opportunities not only to perform precision neutrino measurements that may uncover deviations from the present three-flavor mixing paradigm, but also to discover new particles and unveil new interactions and symmetries beyond those predicted in the Standard Model (SM). Of the many potential beyond the Standard Model (BSM) topics DUNE will probe, this paper presents a selection of studies quantifying DUNE's sensitivities to sterile neutrino mixing, heavy neutral leptons, non-standard interactions, CPT symmetry violation, Lorentz invariance violation, neutrino trident production, dark matter from both beam induced and cosmogenic sources, baryon number violation, and other new physics topics that complement those at high-energy colliders and significantly extend the present reach.

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