Поиски больших дополнительных измерений в эксперименте DANSS

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Детектор DANSS расположен вблизи энергетического реактора на Калининской АЭС (на расстояниях 10.9–12.9 м) и детектирует до 5000 антинейтринных событий в день. В этой статье обсуждаются результаты поиска Больших Дополнительных Измерений (Large Extra Dimensions, LED) в простейшем случае одного доминирующего большого дополнительного измерения. Данная теория предполагает осцилляции частиц в скрытое измерение конечного размера, и ее предсказания зависят не только от разницы квадратов масс, но и от абсолютного масштаба масс нейтрино. Моделирование эксперимента с помощью Монте-Карло позволило получить его чувствительность к LED для различных значений параметров модели – размера большого скрытого измерения a и массы легчайшего нейтрино m0. Анализ почти 5.8 млн. антинейтринных событий не дал статистически значимых указаний на существование LED (статистическая значимость лучшей точки составила лишь 2.0 (1.8)σ для нормальной (обратной) иерархии масс нейтрино). Получены ограничения для размера дополнительного измерения и массы легчайшего нейтрино. Для ряда областей эти ограничения являются лучшими в мире. Они включают большую долю параметров, предпочитаемых для объяснения в рамках этой модели галлиевой аномалии и реакторной антинейтринной аномалии, включая соответствующие лучшие точки.

Об авторах

И. Г Алексеев

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет); Институт ядерных исследований РАН

Москва, Россия; Москва, Россия; Долгопрудный, Россия; Москва, Россия

В. В Белов

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

А. Д Быстряков

Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Объединенный институт ядерных исследований; Государственный университет "Дубна"

Москва, Россия; Дубна, Россия; Дубна, Россия

П. А Горовцов

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Долгопрудный, Россия

М. В Данилов

Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Институт ядерных исследований РАН

Москва, Россия; Москва, Россия

И. В Житников

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

Д. Р Зинатулина

Объединенный институт ядерных исследований; Воронежский государственный университет

Дубна, Россия; Воронеж, Россия

С. В Казарцев

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

А. С Кобякин

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Москва, Россия; Москва, Россия; Долгопрудный, Россия;

А. Л Крапива

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Москва, Россия; Москва, Россия; Долгопрудный, Россия;

А. С Кузнецов

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

И. В Мачихильян

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н. Л. Духова

Москва, Россия

- Машин

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Москва, Россия; Москва, Россия; Долгопрудный, Россия;

Д. В Медведев

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

В. М Нестеров

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. В Пономарёв

Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Москва, Россия; Дубна, Россия

В. Ю Русинов

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия; Москва, Россия

Э. И Самигуллин

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. Н Свирида

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Институт ядерных исследований РАН

Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

Н. А Скробова

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"; Физический институт имени П. Н. Лебедева РАН; Институт ядерных исследований РАН

Email: skrobovana@lebedev.ru
Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

Е. И Тарковский

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"

Москва, Россия

Д. В Философов

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

М. В Фомина

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

Е. А Шевчик

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

М. В Ширченко

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

Ю. А Шитов

Institute of Experimental and Applied Physics, Czech Technical University in Prague

Prague, Czech Republic

Е. А Якушев

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

Список литературы

  1. G. Mention, M. Fechner, Th. Lasserre, Th. A. Mueller, D. Lhuillier, M. Cribier, and A. Letourneau. Phys. Rev. D 83, 073006 (2011); doi: 10.1103/PhysRevD.83.073006.
  2. J. N. Abdurashitov, V. N. Gavrin, S. V. Girin et al. (SAGE Collaboration), Phys. Rev. C 59, 2246 (1999); DOI: 10 .1103/PhysRevC.59.2246; URL:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.59.2246.
  3. J. N. Abdurashitov, V. N. Gavrin, S. V. Girin et al. (SAGE Collaboration), Phys. Rev. C 73, 045805 (2006); doi: 10.1103/PhysRevC.73.045805.
  4. W. Hampel, G. Heusser, J. Kiko et al. (GALLEX Collaboration), Physics Letters B 420(1), 114 (1998); DOI: https://doi.org/10.1016/S0370-2693(97)01562-1; URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370269397015621.
  5. F. Kaether, W. Hampel, G. Heusser, J. Kiko, and T. Kirsten, Phys. Rev. B 685, 47 (2010); doi: 10.1016/j.physletb.2010.01.030.
  6. M. Laveder, Nuclear Physics B – Proceedings Supplements 168, 344 (2007); DOI: https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2007.02.037; URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0920563207001752.
  7. V. V. Barinov, B. T. Cleveland, S. N. Danshin et al. (BEST Collaboration), Phys. Rev. Lett. 128, 232501 (2022); doi: 10.1103/PhysRevLett.128.232501; URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.128.232501.
  8. V. V. Barinov, S. N. Danshin, V. N. Gavrin et al. (BEST Collaboration), Phys. Rev. C 105, 065502 (2022); doi: 10.1103/PhysRevC.105.065502; URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevC.105.065502.
  9. V. Kopeikin, M. Skorokhvatov, and O. Titov, Phys. Rev. D 104, L071301 (2021); doi: 10.1103/PhysRevD.104.L071301; URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.104.L071301.
  10. N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos, and G. R. Dvali, Phys. Lett. B 429, 263 (1998); doi: 10.1016/S0370-2693(98)00466-3; arXiv: hep-ph/9803315.
  11. H. Davoudiasl, P. Langacker, and M. Perelstein, Phys. Rev. D 65, 105015 (2002); doi: 10.1103/PhysRevD.65.105015; arXiv: hep-ph/0201128.
  12. D. J. Kapner, T. S. Cook, E. G. Adelberger, J. H. Gundlach, Blayne R. Heckel, C. D. Hoyle, and H. E. Swanson, Phys. Rev. Lett. 98, 021101 (2007); doi: 10.1103/PhysRevLett.98.021101; arXiv: hep-ph/0611184.
  13. P. A. Zyla, R. M. Barnett, J. Beringer, et al (Particle Data Group), Phys. Rev. D 110(3), 030001 (2024); doi: 10.1103/PhysRevD.110.030001.
  14. N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos, G. R. Dvali, and J. March-Russell, Phys. Rev. D 65, 024032 (2001); doi: 10.1103/PhysRevD.65. 024032. arXiv: hep- ph/9811448.
  15. P. A. N. Machado, H. Nunokawa, F. A. Pereira dos Santos, and R. Zukanovich Funchal, arXiv: arXiv:1110.1465 [hep-ph] (2011).
  16. I. Alekseev, V. Belov, V. Brudanin et al. (DANSS Collaboration), JINST 11(11), 11011 (2016); doi: 10.1088/1748-0221/11/11/P11011; arXiv: arXiv:1606.02896[physics.ins-det].
  17. I. Alekseev, V. Belov, V. Brudanin et al. (DANSS Collaboration), Phys. Lett. B 787(10), 56 (2018); doi: 10.1016/j.physletb.2018.10.038.
  18. D. Svirida, J. Phys. Conf. Ser. 1690(1), 012179 (2020); doi: 10.1088/1742-6596/1690/1/012179.
  19. S. Agostinelli, J. Allison, K. Amako et al. (Collaboration), Nucl. Instrum. Methods A 506(3), 250 (2003); DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8.
  20. I. G. Alekseev, Bull. Lebedev Phys. Inst. 51(1), 8 (2024); doi: 10.3103/S1068335623601796.
  21. P. Huber, Phys. Rev. C 84, 024617 (2011); doi: 10.1103/PhysRevC.84.024617.
  22. Th. A. Mueller, D. Lhuillier, M. Fallot, A. Letourneau, S. Cormon, M. Fechner, L. Giot, T. Lasserre, J. Martino, G. Mention, A. Porta, and F. Yermia, Phys. Rev. C 83, 054615 (2011); doi: 10.1103/PhysRevC.83.054615.
  23. F. P. An, A. B. Balantekin, M. Bishai et al. (Daya Bay Collaboration), Chinese Physics C 45(7), 073001 (2021); DOI: https://doi.org/10.1088/1674-1137/abfc38.
  24. D. V. Forero, C. Giunti, C. A. Ternes, and O. Tyagi, Phys. Rev. D 106(3), 035027 (2022); doi: 10.1103/PhysRevD.106.035027; arXiv: arXiv:2207.02790 [hep-ph].
  25. N. A. Skrobova, Bull. Lebedev Phys. Inst. 47(4), 101 (2020); doi: 10.3103/S1068335620040077.
  26. N. A. Skrobova, Bull. Lebedev Phys. Inst. 47(9), 271 (2020); doi: 10.3103/S1068335620090067.
  27. S. S. Wilks, Annals Math. Statist. 9(1), 60 (1938); doi: 10.1214/aoms/1177732360.
  28. D. Adey, F. P. An, A. B. Balantekin et al. (Daya Bay Collaboration), Phys. Rev. Lett. 121, 241805 (2018); doi: 10.1103/PhysRevLett.121.241805; URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.121.241805.
  29. P. Adamson, I. Anghel, A. Aurisano et al. (MINOS Collaboration), Phys. Rev. D 94, 111101 (2016); doi: 10.1103/PhysRevD.94.111101; URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevD.94.111101.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025