江门中微子实验质量等级灵敏度的联合分析

The Daya Bay neutrino experiment discovered a non zero sin^22θ_13 with a significance of 5σ in 2012. It will continue to measure sin^22θ_13precisely. The fact sin^22θ_13 is non zero and will be precisely measured accelerates the plan for next generation neutrino oscillation experiments in the world, aiming at determining the neutrino mass hierarchy and measuring the CP phase. In China, the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) will be constructed with a primary physics goal to measure neutrino mass hierarchy above a significance of 3σ by 6 years data taking. Based on the current JUNO physics potential, the project plans to improve the sensitivity of mass hierarchy determination by exploring new analysis methods. We will combine JUNO and the accelerator experiments to utilize the precision measurement of mass squared different. The atmospheric neutrino data collected in JUNO can also be used to determine the mass hierarchy. Combine the Daya Bay and JUNO experiment to improve the sensitivity in JUNO physics analysis. The goal of this project is to improve the sensitivity of mass hierarchy determination. The physics significance of JUNO will be enhanced to gain vantage in the world competition.

大亚湾中微子实验在2012年测量到sin^22θ_13在5σ下非零，并且将继续精确测量sin^22θ_13的大小。sin^22θ_13的测量值比预期的偏大并且能精确测量，这加速了国际上下一代中微子振荡实验的计划，这些实验的主要物理目标在于测量中微子的质量顺序和CP相角。在中国建设的江门中微子实验（JUNO）首要科学目标是测量中微子质量顺序，用6年时间灵敏度达到3σ以上。本项目将在JUNO实验的物理目标之上，研究联合分析的方法，进一步提高质量顺序灵敏度。包括联合JUNO和加速器中微子实验对质量平方差的精确测量；以及利用JUNO实验大气中微子数据对中微子质量顺序的测量；利用大亚湾实验精确测量的反应堆中微子能谱联合JUNO实验进行分析。本项目研究目标是提高JUNO实验的灵敏度，提高JUNO的科学显著性，为JUNO实验在国际竞争中建立优势。

在大亚湾实验2012年精确测量中微子振荡参数theta13之后，国际上下一代中微子振荡实验目标聚焦于中微子质量顺序和电荷宇称破坏相角的测量。在大亚湾实验成果的基础上，我们提出了建设江门中微子实验测定中微子质量顺序的物理目标。为了提高中微子质量顺序的灵敏度，江门实验探测器设计技术指标要求高，例如需要2万吨液体闪烁体，3%的能量分辨率，比现在同类型实验高好几倍。本项目将在江门实验的物理目标之上，研究联合分析的方法，进一步提高质量顺序灵敏度。包括联合江门和加速器中微子实验对质量平方差的精确测量；以及利用江门实验大气中微子数据对中微子质量顺序的测量；利用大亚湾实验精确测量的反应堆中微子能谱联合江门实验进行分析。通过本项目的研究，发现了利用中微子质量平方差和大气中微子数据对质量顺序提高的作用。发现了由于反应堆中微子能谱反常和精细结构的问题，大亚湾实验能谱无法用于江门实验的参照能谱，项目组成员提出了江门近点实验的设想，即台山中微子实验，计划设计建造高能量分辨率的台山实验，为江门实验提供参照能谱输入。项目组提出了台山实验和江门实验联合分析的方法。项目组的研究成果被江门合作组采纳，将发表在江门合作组署名的论文。