A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Prospects for detecting the diffuse supernova neutrino background with JUNO (2022)
JUNO collaboration. (2022). Prospects for detecting the diffuse supernova neutrino background with JUNO. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2022(10), Article 033. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2022/10/033
JYU-tekijät tai -toimittajat
Julkaisun tiedot
Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: JUNO collaboration
Lehti tai sarja: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
eISSN: 1475-7516
Julkaisuvuosi: 2022
Ilmestymispäivä: 10.10.2022
Volyymi: 2022
Lehden numero: 10
Artikkelinumero: 033
Kustantaja: IOP Publishing
Julkaisumaa: Britannia
Julkaisun kieli: englanti
DOI: https://doi.org/10.1088/1475-7516/2022/10/033
Julkaisun avoin saatavuus: Ei avoin
Julkaisukanavan avoin saatavuus:
Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/83699
Rinnakkaistallenteen verkko-osoite (pre-print): https://arxiv.org/abs/2205.08830
Tiivistelmä
We present the detection potential for the diffuse supernova neutrino background (DSNB) at the Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO), using the inverse-beta-decay (IBD) detection channel on free protons. We employ the latest information on the DSNB flux predictions, and investigate in detail the background and its reduction for the DSNB search at JUNO. The atmospheric neutrino induced neutral current (NC) background turns out to be the most critical background, whose uncertainty is carefully evaluated from both the spread of model predictions and an envisaged in situ measurement. We also make a careful study on the background suppression with the pulse shape discrimination (PSD) and triple coincidence (TC) cuts. With latest DSNB signal predictions, more realistic background evaluation and PSD efficiency optimization, and additional TC cut, JUNO can reach the significance of 3σ for 3 years of data taking, and achieve better than 5σ after 10 years for a reference DSNB model. In the pessimistic scenario of non-observation, JUNO would strongly improve the limits and exclude a significant region of the model parameter space.
YSO-asiasanat: hiukkasfysiikka; astrofysiikka; neutriinot; tutkimuslaitteet; ilmaisimet
Vapaat asiasanat: diffuse supernova neutrino background; detection potential; JUNO
Liittyvät organisaatiot
OKM-raportointi: Kyllä
Raportointivuosi: 2022
JUFO-taso: 1
