Solar neutrino detection sensitivity in DARWIN via electron scattering

Aalbers, J.; Agostini, F.; Ahmed Maouloud, S. E. M.; Alfonsi, M.; Althueser, L.; Amaro, F. D.; Angevaare, J.; Antochi, V. C.; Antunovic, B.; Aprile, E.; Arazi, L.; Arneodo, F.; Balzer, M.; Baudis, L.; Baur, D.; Benabderrahmane, M. L.; Biondi, Y.; Bismark, A.; Bourgeois, C.; Breskin, A.; Breur, P. A.; Brown, A.; Brown, E.; Bruenner, S.; Bruno, G.; Budnik, R.; Capelli, C.; Cardoso, J.; Cichon, D.; Clark, M.; Colijn, A. P.; Conrad, J.; Cuenca-Garcia, J. J.; Cussonneau, J. P.; Decowski, M. P.; Depoian, A.; Dierle, J.; Di Gangi, P.; Di Giovanni, A.; Diglio, S.; Douillet, D.; Drexlin, G.; Eitel, K.; Engel, R.; Erdal, E.; Ferella, A. D.; Fischer, H.; Fischer, P.; Fulgione, W.; Gaemers, P.; Galloway, M.; Gao, F.; Giovagnoli, D.; Girard, F.; Glade-Beucke, R.; Glueck, F.; Grandi, L.; Grohmann, S.; Groessle, R.; Gumbsheimer, R.; Hannen, V.; Hansmann-Menzemer, S.; Hils, C.; Holzapfel, B.; Howlett, J.; Iaquaniello, G.; Joerg, F.; Keller, M.; Kellerer, J.; Khundzakishvili, G.; Kilminster, B.; Kleifges, M.; Kleiner, T. K.; Koltmann, G.; Kopec, A.; Kopmann, A.; Krauss, L. M.; Kuger, F.; LaCascio, L.; Landsman, H.; Lang, R. F.; Lindemann, S.; Lindner, M.; Lombardi, F.; Lopes, J. A. M.; Villalpando, A. Loya; Ma, Y.; Macolino, C.; Mahlstedt, J.; Manfredini, A.; Marrodán Undagoitia, Teresa; Masbou, J.; Masson, D.; Masson, E.; McFadden, N.; Meinhardt, P.; Meyer, R.; Milosevic, B.; Milutinovic, S.; Molinario, A.; Monteiro, C. M. B.; Mora, K.; Morteau, E.; Mosbacher, Y.; Murra, M.; Newstead, J. L.; Ni, K.; Oberlack, U. G.; Obradovic, M.; Odgers, K.; Ostrovskiy, I.; Palacio, J.; Pandurovic, M.; Pelssers, B.; Peres, R.; Pienaar, J.; Pierre, M.; Pizzella, V.; Plante, G.; Qi, J.; Qin, J.; Garcia, D. Ramirez; Reichard, S. E.; Rupp, Natascha; Sanchez-Lucas, P.; dos Santos, J. M. F.; Sartorelli, G.; Schulte, D.; Schultz-Coulon, H. C.; Eissing, H. Schulze; Schumann, M.; Lavina, L. Scotto; Selvi, M.; Shagin, P.; Sharma, S.; Shen, W.; Silva, M.; Simgen, H.; Steidl, M.; Stern, S.; Subotic, D.; Szabo, P.; Terliuk, A.; Therreau, C.; Thers, D.; Thieme, K.; Toennies, F.; Trotta, R.; Tunnell, C. D.; Valerius, K.; Volta, G.; Vorkapic, D.; Weber, M.; Wei, Y.; Weinheimer, C.; Weiss, M.; Wenz, D.; Wittweg, C.; Wolf, J.; Wuestling, S.; Wurm, M.; Xing, Y.; Zhu, T.; Zhu, Y.; Zopounidis, J. P.; Zuber, K.

doi:10.1140/epjc/s10052-020-08602-7

Solar neutrino detection sensitivity in DARWIN via electron scattering

Aalbers, J., Agostini, F., Ahmed Maouloud, S. E. M., Alfonsi, M., Althueser, L., Amaro, F. D., Angevaare, J., Antochi, V. C., Antunovic, B., Aprile, E., Arazi, L., Arneodo, F., Balzer, M., Baudis, L., Baur, D., Benabderrahmane, M. L., Biondi, Y., Bismark, A., Bourgeois, C., Breskin, A., Breur, P. A., Brown, A., Brown, E., Bruenner, S., Bruno, G., Budnik, R., Capelli, C., Cardoso, J., Cichon, D., Clark, M., Colijn, A. P., Conrad, J., Cuenca-Garcia, J. J., Cussonneau, J. P., Decowski, M. P., Depoian, A., Dierle, J., Di Gangi, P., Di Giovanni, A., Diglio, S., Douillet, D., Drexlin, G., Eitel, K., Engel, R., Erdal, E., Ferella, A. D., Fischer, H., Fischer, P., Fulgione, W., Gaemers, P., Galloway, M., Gao, F., Giovagnoli, D., Girard, F., Glade-Beucke, R., Glueck, F., Grandi, L., Grohmann, S., Groessle, R., Gumbsheimer, R., Hannen, V., Hansmann-Menzemer, S., Hils, C., Holzapfel, B., Howlett, J., Iaquaniello, G., Joerg, F., Keller, M., Kellerer, J., Khundzakishvili, G., Kilminster, B., Kleifges, M., Kleiner, T. K., Koltmann, G., Kopec, A., Kopmann, A., Krauss, L. M., Kuger, F., LaCascio, L., Landsman, H., Lang, R. F., Lindemann, S., Lindner, M., Lombardi, F., Lopes, J. A. M., Villalpando, A. L., Ma, Y., Macolino, C., Mahlstedt, J., Manfredini, A., Marrodán Undagoitia, T., Masbou, J., Masson, D., Masson, E., McFadden, N., Meinhardt, P., Meyer, R., Milosevic, B., Milutinovic, S., Molinario, A., Monteiro, C. M. B., Mora, K., Morteau, E., Mosbacher, Y., Murra, M., Newstead, J. L., Ni, K., Oberlack, U. G., Obradovic, M., Odgers, K., Ostrovskiy, I., Palacio, J., Pandurovic, M., Pelssers, B., Peres, R., Pienaar, J., Pierre, M., Pizzella, V., Plante, G., Qi, J., Qin, J., Garcia, D. R., Reichard, S. E., Rupp, N., Sanchez-Lucas, P., dos Santos, J. M. F., Sartorelli, G., Schulte, D., Schultz-Coulon, H. C., Eissing, H. S., Schumann, M., Lavina, L. S., Selvi, M., Shagin, P., Sharma, S., Shen, W., Silva, M., Simgen, H., Steidl, M., Stern, S., Subotic, D., Szabo, P., Terliuk, A., Therreau, C., Thers, D., Thieme, K., Toennies, F., Trotta, R., Tunnell, C. D., Valerius, K., Volta, G., Vorkapic, D., Weber, M., Wei, Y., Weinheimer, C., Weiss, M., Wenz, D., Wittweg, C., Wolf, J., Wuestling, S., Wurm, M., Xing, Y., Zhu, T., Zhu, Y., Zopounidis, J. P., & Zuber, K. (2020). Solar neutrino detection sensitivity in DARWIN via electron scattering. European Physical Journal C, 80(12):. doi:10.1140/epjc/s10052-020-08602-7.

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Aalbers, J.¹, 著者
Agostini, F.¹, 著者
Ahmed Maouloud, S. E. M.¹, 著者
Alfonsi, M.¹, 著者
Althueser, L.¹, 著者
Amaro, F. D.¹, 著者
Angevaare, J.¹, 著者
Antochi, V. C.¹, 著者
Antunovic, B.¹, 著者
Aprile, E.¹, 著者
Arazi, L.¹, 著者
Arneodo, F.¹, 著者
Balzer, M.¹, 著者
Baudis, L.¹, 著者
Baur, D.¹, 著者
Benabderrahmane, M. L.¹, 著者
Biondi, Y.¹, 著者
Bismark, A.¹, 著者
Bourgeois, C.¹, 著者
Breskin, A.¹, 著者
Breur, P. A.¹, 著者Brown, A.¹, 著者Brown, E.¹, 著者Bruenner, S.¹, 著者Bruno, G.¹, 著者Budnik, R.¹, 著者Capelli, C.¹, 著者Cardoso, J.¹, 著者Cichon, D.¹, 著者Clark, M.¹, 著者Colijn, A. P.¹, 著者Conrad, J.¹, 著者Cuenca-Garcia, J. J.¹, 著者Cussonneau, J. P.¹, 著者Decowski, M. P.¹, 著者Depoian, A.¹, 著者Dierle, J.¹, 著者Di Gangi, P.¹, 著者Di Giovanni, A.¹, 著者Diglio, S.¹, 著者Douillet, D.¹, 著者Drexlin, G.¹, 著者Eitel, K.¹, 著者Engel, R.¹, 著者Erdal, E.¹, 著者Ferella, A. D.¹, 著者Fischer, H.¹, 著者Fischer, P.¹, 著者Fulgione, W.¹, 著者Gaemers, P.¹, 著者Galloway, M.¹, 著者Gao, F.¹, 著者Giovagnoli, D.¹, 著者Girard, F.¹, 著者Glade-Beucke, R.¹, 著者Glueck, F.¹, 著者Grandi, L.¹, 著者Grohmann, S.¹, 著者Groessle, R.¹, 著者Gumbsheimer, R.¹, 著者Hannen, V.¹, 著者Hansmann-Menzemer, S.¹, 著者Hils, C.¹, 著者Holzapfel, B.¹, 著者Howlett, J.¹, 著者Iaquaniello, G.¹, 著者Joerg, F.¹, 著者Keller, M.¹, 著者Kellerer, J.¹, 著者Khundzakishvili, G.¹, 著者Kilminster, B.¹, 著者Kleifges, M.¹, 著者Kleiner, T. K.¹, 著者Koltmann, G.¹, 著者Kopec, A.¹, 著者Kopmann, A.¹, 著者Krauss, L. M.¹, 著者Kuger, F.¹, 著者LaCascio, L.¹, 著者Landsman, H.¹, 著者Lang, R. F.¹, 著者Lindemann, S.¹, 著者Lindner, M.², 著者 Lombardi, F.¹, 著者Lopes, J. A. M.¹, 著者Villalpando, A. Loya¹, 著者Ma, Y.¹, 著者Macolino, C.¹, 著者Mahlstedt, J.¹, 著者Manfredini, A.¹, 著者Marrodán Undagoitia, Teresa², 著者 Masbou, J.¹, 著者Masson, D.¹, 著者Masson, E.¹, 著者McFadden, N.¹, 著者Meinhardt, P.¹, 著者Meyer, R.¹, 著者Milosevic, B.¹, 著者Milutinovic, S.¹, 著者Molinario, A.¹, 著者Monteiro, C. M. B.¹, 著者Mora, K.¹, 著者Morteau, E.¹, 著者Mosbacher, Y.¹, 著者Murra, M.¹, 著者Newstead, J. L.¹, 著者Ni, K.¹, 著者Oberlack, U. G.¹, 著者Obradovic, M.¹, 著者Odgers, K.¹, 著者Ostrovskiy, I.¹, 著者Palacio, J.¹, 著者Pandurovic, M.¹, 著者Pelssers, B.¹, 著者Peres, R.¹, 著者Pienaar, J.¹, 著者Pierre, M.¹, 著者Pizzella, V.², 著者 Plante, G.¹, 著者Qi, J.¹, 著者Qin, J.¹, 著者Garcia, D. Ramirez¹, 著者Reichard, S. E.¹, 著者Rupp, Natascha², 著者 Sanchez-Lucas, P.¹, 著者dos Santos, J. M. F.¹, 著者Sartorelli, G.¹, 著者Schulte, D.¹, 著者Schultz-Coulon, H. C.¹, 著者Eissing, H. Schulze¹, 著者Schumann, M.¹, 著者Lavina, L. Scotto¹, 著者Selvi, M.¹, 著者Shagin, P.¹, 著者Sharma, S.¹, 著者Shen, W.¹, 著者Silva, M.¹, 著者Simgen, H.², 著者 Steidl, M.¹, 著者Stern, S.¹, 著者Subotic, D.¹, 著者Szabo, P.¹, 著者Terliuk, A.¹, 著者Therreau, C.¹, 著者Thers, D.¹, 著者Thieme, K.¹, 著者Toennies, F.¹, 著者Trotta, R.¹, 著者Tunnell, C. D.¹, 著者Valerius, K.¹, 著者Volta, G.¹, 著者Vorkapic, D.¹, 著者Weber, M.¹, 著者Wei, Y.¹, 著者Weinheimer, C.¹, 著者Weiss, M.¹, 著者Wenz, D.¹, 著者Wittweg, C.¹, 著者Wolf, J.¹, 著者Wuestling, S.¹, 著者Wurm, M.¹, 著者Xing, Y.¹, 著者Zhu, T.¹, 著者Zhu, Y.¹, 著者Zopounidis, J. P.¹, 著者Zuber, K.¹, 著者全て表示

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2Division Prof. Dr. Manfred Lindner, MPI for Nuclear Physics, Max Planck Society, ou_904549

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要旨: We detail the sensitivity of the proposed liquid xenon DARWIN observatory to solar neutrinos via elastic electron scattering. We find that DARWIN will have the potential to measure the fluxes of five solar neutrino components: pp, 7Be, 13N, 15O and pep. The precision of the 13N, 15O and pep components is hindered by the double-beta decay of 136Xe and, thus, would benefit from a depleted target. A high-statistics observation of pp neutrinos would allow us to infer the values of the electroweak mixing angle, sin2 theta w, and the electron-type neutrino survival probability, Pee, in the electron recoil energy region from a few keV up to 200 keV for the first time, with relative precision of 5% and 4%, respectively, with 10 live years of data and a 30 tonne fiducial volume. An observation of pp and 7Be neutrinos would constrain the neutrino-inferred solar luminosity down to 0.2%. A combination of all flux measurements would distinguish between the high- (GS98) and low-metallicity (AGS09) solar models with 2.1-2.5 sigma significance, independent of external measurements from other experiments or a measurement of 8B neutrinos through coherent elastic neutrino-nucleus scattering in DARWIN. Finally, we demonstrate that with a depleted target DARWIN may be sensitive to the neutrino capture process of 131Xe.

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日付: オンライン出版: 2020-12

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識別子（DOI, ISBNなど）: DOI: 10.1140/epjc/s10052-020-08602-7

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出版物名: European Physical Journal C

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種別: 学術雑誌

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出版社, 出版地: Les Ulis, France : EDP Sciences

ページ: - 巻号: 80 (12) 通巻号: 1133 開始・終了ページ: - 識別子（ISBN, ISSN, DOIなど）: ISSN: 1434-6044
CoNE: https://pure.mpg.de/cone/journals/resource/954925624278

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