“Zee Burst” - 通过超高能量事件研究的幽灵粒子

艺术与科学的物理学家提出了一种新的方法来利用大型中微子望远镜的数据，例如南极洲的冰箱中微子天文台。

华盛顿大学的物理学家在圣路易斯提出了一种方法来使用来自超高能中微子的数据来研究超出粒子物理学标准模型的相互作用。“Zee Burst”模型利用来自大型中微子望远镜的新数据，例如南极洲的ICecube Neutrino天文台及其未来的延伸。

“Neutrinos继续兴起我们并延伸我们的想象力。这些“幽灵粒子”在标准模型中最不理解，但它们占据了超出的关键，“艺术与科学的物理学助理教授和物理审查信中的新研究作者。

Bhupal Dev。

“到目前为止，ICECUBE的所有非标准互动研究都仅集中在低能量大气中的中微子数据上，”DEV表示，作为华盛顿大学的空间科学中心的一部分。“”Zee Burst“机制为使用ICecube的超高能量Neutrinos探讨了非标准交互的新工具。”

超高能量事件

自从二十年前发现中微子振荡的发现以来，这在诺贝尔物理学中获得了奖项，科学家在了解中微子属性方面取得了重大进展 - 但许多问题仍未得到答复。

这是有史以来的最高能量的中微子，其估计的能量为1.14 PEV。它是由2012年1月3日在南极的iceCube Neutrino天文台检测到的。iceCube物理学家名叫ernie。

例如，中微子有这样的小块的事实已经需要科学家考虑超出标准模型的理论。在这样的理论中，“中微域可以通过它传播的物质具有新的非标准相互作用，这将为他们的未来精度测量至关重要，”Dev表示。

2012年，ICecube合作报告说，首先观察来自外星源的超高能量Neutrinos，它开设了一个新的窗口，以在最高可能的能量下学习中微子性质。自那种发现以来，iceCube报道了大约100个这样的超高能量中子事件。

“我们立即意识到这可能会给我们一个新的方式来寻找异国情调的颗粒，如超对称合作伙伴和沉重的腐朽的暗物质，”dev说。在过去的几年中，他一直在寻找不同能源尺度的新物理信号的方法，并共同撰写了一半关于可能性的六篇论文。

“在所有这些作品中我跟随的共同战略是寻找观察到的事件谱中的异常特征，然后可以被解释为新物理学的可能标志，”他说。

最壮观的功能将是一个共鸣：物理学家证明在狭窄能量窗口中的事件中的戏剧性提高。Dev致力于考虑可能产生这种共振特征的新情景。这就是目前工作的想法来自的地方。

在标准模型中，超高能量Neutrinos可以在共振时产生W-玻色子。根据中微子2018年会议上的初步结果，在ICecube的情况下，这一过程已被视为Glashow共鸣。

“我们提出了由于新光，带电粒子的诱导诱导类似的共振特征，这为探测非标准的中微子相互作用提供了一种新的方式，”Dev表示。

爆发到中微子场景

在俄克拉荷马州立大学的开发和他的共同作者Kaladi Babu考虑了Zee Model，是一种流行的辐射中微子大众型号，作为他们研究的原型。该模型允许带电的标量为质子质量的100倍。

渲染观察饲料进入“Zee突发”模型的超高能量事件。

“这些光线，带电的Zee-Scalars可以在ICecube Neutrino天文台的超高能量中微子事件频谱中产生类似于Glashow的共振特征，”Dev表示。

因为新的共振涉及ZEE模型中的带电量标，他们决定称之为“Zee爆发”。

Yicong Sui在华盛顿大学和俄克拉荷马州Sout Sudip Jana，这项研究中的物理学和共同作者的研究生，做了广泛的事件模拟和数据分析，表明可以使用iceCube数据检测这种新的共振。

“我们需要有效的曝光时间至少四次，目前暴露的敏感时间足以检测新的共振 - 因此，随着目前的冰箱设计，但只有三年的ICecube-Gen 2，”Dev表示，参考具有10 km3探测器体积的ICecube所提出的下一代扩展。

“这是寻找iceCube的新电荷标量的有效方法，互补地在大型强子撞机中直接搜索这些粒子。”

参考：“Zee-Burst：通过K.S.的ICecube中Neyrino非标准相互作用的新探针。巴布，P.S. Bhupal Dev，Sudip Jana，yicong Sui，1月31日1月31日，物理评论信件.DOI：
10.1103 / physrevlett.124.041805.

这项工作得到了美国能源部和美国中微子理论网络计划的支持。