Poiski bol'shikh dopolnitel'nykh izmereniy v eksperimente DANSS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

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.

About the authors

I. G Alekseev

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

V. V Belov

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

A. D Bystryakov

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

Москва, Россия; Дубна, Россия; Дубна, Россия

P. A Gorovtsov

Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Долгопрудный, Россия

M. V Danilov

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

Москва, Россия; Москва, Россия

I. V Zhitnikov

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

D. R Zinatulina

Объединенный институт ядерных исследований; Воронежский государственный университет

Дубна, Россия; Воронеж, Россия

S. V Kazartsev

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

A. S Kobyakin

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;

A. L Krapiva

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;

A. S Kuznetsov

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

I. V Machikhil'yan

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

Москва, Россия

- Mashin

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;

D. V Medvedev

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

V. M Nesterov

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

Москва, Россия; Москва, Россия

D. V Ponomarev

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

Москва, Россия; Москва, Россия; Дубна, Россия

V. Yu Rusinov

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

Москва, Россия; Москва, Россия

E. I Samigullin

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

Москва, Россия; Москва, Россия

D. N Svirida

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

Москва, Россия; Москва, Россия; Москва, Россия

N. A Skrobova

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

E. I Tarkovskiy

Национальный Исследовательский Центр "Курчатовский институт"

Москва, Россия

D. V Filosofov

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

M. V Fomina

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

E. A Shevchik

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

M. V Shirchenko

Институт ядерных исследований РАН; Объединенный институт ядерных исследований

Москва, Россия; Дубна, Россия

Yu. A Shitov

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

Prague, Czech Republic

E. A Yakushev

Объединенный институт ядерных исследований

Дубна, Россия

References

  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.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences