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Production asymmetry of ντ neutrinos and ν¯τ$$ {\overline{\nu}}_{\tau } $$ antineutrinos from a fixed target experiment SHiP
Journal of High Energy Physics ( IF 5.0 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1007/jhep01(2020)116
Rafał Maciuła , Antoni Szczurek , Jakub Zaremba , Izabela Babiarz

We discuss how to calculate cross sections as well as rapidity, transverse momentum and energy distributions of $\nu_{\tau}$ and ${\overline \nu}_{\tau}$ produced from the direct $D_s^{\pm} \to \nu_{\tau}/{\overline \nu}_{\tau}$ and chain $D_s^{\pm} \to \tau^+/\tau^- \to \nu_{\tau}/{\overline \nu}_{\tau}$ decays in $p\!+^{96}\!\mathrm{Mo}$ scattering with proton beam $E_{\mathrm{lab}}$ = 400 GeV \textit{i.e.} at $\sqrt{s}_{NN}$ = 27.4 GeV. The $\tau$ decays are simulated with the help of the \textsc{Tauola} code and include multiple decay channels of $\tau$ in amounts proportional to their branching ratios. In our calculations we include $D_s^{\pm}$ from charm fragmentation $c \to D_s^{+}$ and $\bar c \to D_s^-$ as well as those from subleading fragmentation of strange quarks/antiquarks $s \to D_s^-$ and $\bar s \to D_s^+$. The $s \ne \bar s$ asymmetry of the strange quark content of proton is included. The different contributions to $D_s^{\pm}$ and $\nu_{\tau} / {\overline \nu}_{\tau}$ are shown explicitly. We discuss and quantify a not discussed so far effect of asymmetries for production of $\nu_{\tau}$ and ${\overline \nu}_{\tau}$ caused by subleading fragmentation mechanism and discuss related uncertainties. A potential measurement of the asymmetry is discussed. Estimates of a number of observed $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau}$ in the $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau} +^{208}\!\mathrm{Pb}$ reaction, with 2m long target are given with the help of the NuWro program. We refer also to the production of the high-energy (anti)neutrinos in the atmosphere.

中文翻译:

ντ 中微子和 ν¯τ$$ {\overline{\nu}}_{\tau } $$ 反中微子的产生不对称性来自固定目标实验 SHiP

我们讨论了如何计算 $\nu_{\tau}$ 和 ${\overline \nu}_{\tau}$ 的横截面以及速度、横向动量和能量分布,这些分布是由直接 $D_s^{\pm 产生的} \to \nu_{\tau}/{\overline \nu}_{\tau}$ 并链接 $D_s^{\pm} \to \tau^+/\tau^- \to \nu_{\tau} /{\overline \nu}_{\tau}$ 在 $p\!+^{96}\!\mathrm{Mo}$ 中衰减,质子束散射 $E_{\mathrm{lab}}$ = 400 GeV \ textit{ie} 在 $\sqrt{s}_{NN}$ = 27.4 GeV。$\tau$ 衰减是在 \textsc{Tauola} 代码的帮助下模拟的,并包含多个 $\tau$ 衰减通道,其数量与其分支率成正比。在我们的计算中,我们包括来自魅力碎片 $c \to D_s^{+}$ 和 $\bar c \to D_s^-$ 的 $D_s^{\pm}$ 以及那些来自奇怪夸克/反夸克的亚导碎片 $ s \to D_s^-$ 和 $\bar s \to D_s^+$。包括质子奇异夸克含量的 $s \ne \bar s$ 不对称性。明确显示了对 $D_s^{\pm}$ 和 $\nu_{\tau} / {\overline \nu}_{\tau}$ 的不同贡献。我们讨论和量化了迄今为止未讨论的不对称对产生 $\nu_{\tau}$ 和 ${\overline \nu}_{\tau}$ 的影响,并讨论了相关的不确定性。讨论了不对称性的潜在测量。$\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau} +^{ 中观察到的 $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau}$ 的估计数208}\!\mathrm{Pb}$ 反应,在 NuWro 程序的帮助下给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。明确显示了对 $D_s^{\pm}$ 和 $\nu_{\tau} / {\overline \nu}_{\tau}$ 的不同贡献。我们讨论和量化了迄今为止未讨论的不对称对产生 $\nu_{\tau}$ 和 ${\overline \nu}_{\tau}$ 的影响,并讨论了相关的不确定性。讨论了不对称性的潜在测量。$\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau} +^{ 中观察到的 $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau}$ 的估计数208}\!\mathrm{Pb}$ 反应,在 NuWro 程序的帮助下给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。明确显示了对 $D_s^{\pm}$ 和 $\nu_{\tau} / {\overline \nu}_{\tau}$ 的不同贡献。我们讨论和量化了迄今为止未讨论的不对称对产生 $\nu_{\tau}$ 和 ${\overline \nu}_{\tau}$ 的影响,并讨论了相关的不确定性。讨论了不对称性的潜在测量。$\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau} +^{ 中观察到的 $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau}$ 的估计数208}\!\mathrm{Pb}$ 反应,在 NuWro 程序的帮助下给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。我们讨论和量化了迄今为止未讨论的不对称对产生 $\nu_{\tau}$ 和 ${\overline \nu}_{\tau}$ 的影响,并讨论了相关的不确定性。讨论了不对称性的潜在测量。$\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau} +^{ 中观察到的 $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau}$ 的估计数208}\!\mathrm{Pb}$ 反应,在 NuWro 程序的帮助下给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。我们讨论和量化了迄今为止未讨论的不对称对产生 $\nu_{\tau}$ 和 ${\overline \nu}_{\tau}$ 的影响,并讨论了相关的不确定性。讨论了不对称性的潜在测量。$\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau} +^{ 中观察到的 $\nu_{\tau} / \overline{\nu}_{\tau}$ 的估计数208}\!\mathrm{Pb}$ 反应,在 NuWro 程序的帮助下给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。在 NuWro 程序的帮助下,给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。在 NuWro 程序的帮助下,给出了 2m 长的目标。我们还提到了大气中高能(反)中微子的产生。
更新日期:2020-01-01
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