中国物理学会高能物理分会第十二届全国会员代表大会暨学术年会

基于HIAF-HFRS的窄带中微子束流设计与高精度截面测量灵敏度研究

17 Jul 2026, 11:40

15m

湛江厅 (2号楼三楼)

分会报告 分会5：粒子物理实验技术

Speaker

Yu Xu (Advanced Energy Science and Technology Guangdong Laboratory)

Description

摘要：为了应对下一代长基线中微子振荡实验（如DUNE、Hyper-K）对系统误差的严苛要求，中微子-核子反应截面的精确测量成为关键。本文提出利用我国在建的强流重离子加速器装置（HIAF）中的高能碎片分离器（HFRS）作为π介子动量选择器，通过飞行衰变产生能量展宽仅为~5%的窄带中微子束。通过G4Beamline的模拟，对9.3 GeV质子和4.26 GeV/u氧离子束打靶产生的强子产额、动量筛选后的中微子能谱、束斑及通量特性进行了系统研究。结果表明，该束线可将wrong-sign中微子和电子中微子污染抑制在2%以下，优于现有T2K和NOvA装置约一个量级；通量形状不确定度可控制在百分之一以内。特别地，利用氧离子束可实现π+与π-的近等量产生，为高强度、高纯度反中微子束流提供了独特条件，显著提升反中微子截面的测量精度。预期在五百吨级近探测器中，100天运行时间可对T2K/T2HK能区的缪子中微子-核子散射截面的不确定度压低到5%，为CP相角达到5σ的测量精度提供条件。该方案充分利用了HIAF已建成的设施，有望成为我国中微子物理研究新的重要实验平台。