Neutrino Electromagnetic Properties in Elastic Neutrino–Proton Scattering

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The contribution of neutrino electromagnetic properties to elastic neutrino–proton scattering is considered in detail. The neutrino electromagnetic properties are introduced via the charge, magnetic, electric, and anapole form factors in the basis of neutrino mass eigenstates. The effects of mixing of three neutrino states are taken into account along with effects of the change in the flavor of a neutrino that moves from the source to the detector. The weak neutral and electromagnetic nucleon form factors are also taken into account. The differential cross section calculated numerically for elastic neutrino–proton scattering obtained with allowance for the neutrino charge radius and magnetic moment are compared with the predictions of the Standard Model for reactor and accelerator neutrinos.

About the authors

K. A. Kouzakov

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: kouzakov@srd.sinp.msu.ru
119991, Moscow, Russia

F. M. Lazarev

Faculty of Physics, Moscow State University

Email: lazarev.fm15@physics.msu.ru
119991, Moscow, Russia

A. I. Studenikin

Faculty of Physics, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: studenik@srd.sinp.msu.ru
119991, Moscow, Russia

References

  1. C. Giunti and A. Studenikin, Rev. Mod. Phys. 87, 531 (2015).
  2. C. Giunti, K. A. Kouzakov, Y.-F. Li, A. V. Lokhov, A. I. Studenikin, and S. Zhou, Ann. Phys. (Berlin) 528, 198 (2016).
  3. А. И. Студеникин, К. А. Кузаков, Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. №5, 3 (2020) [Mosc. Univ. Phys. Bull. 75, 379 (2020)].
  4. J. Bernabéu, L. G. Cabral-Rosetti, J. Papavassiliou, and J. Vidal, Phys. Rev. D 62, 113012 (2000).
  5. J. Bernabéu, J. Papavassiliou, and J. Vidal, Phys. Rev. Lett. 89, 101802 (2002).
  6. J. Bernabéu, J. Papavassiliou, and J. Vidal, Nucl. Phys. B 680, 450 (2004).
  7. K. Fujikawa and R. Shrock, Phys. Rev. Lett. 45, 963 (1980).
  8. L. Alvarez Ruso et al., arXiv:2203.09030 [hep-ph].
  9. Q. Chen, Effective Field Theory Applications: From Dark Matter to Neutrino Nucleon Scattering, Theses and Dissertations–Physics and Astronomy (University of Kentucky, 2021), p. 86.
  10. O. Tomalak, P. Machado, V. Pandey, and R. Plestid, J. High Energy Phys. 2021, 97 (2021).
  11. O. Tomalak, Q. Chen, R. J. Hill, and K. S. McFarland, arXiv:2105.07939.
  12. O. Tomalak, Q. Chen, R. J. Hill, and K. S. McFarland, Nat. Commun. 13, 5286 (2022).
  13. R. S. Sufian, K.-F. Liu, and D. G. Richards, J. High Energy Phys. 2020, 1 (2020).
  14. G. D. Megias, S. Bolognesi, M. B. Barbaro, and E. Tomasi-Gustafsson, Phys. Rev. C 101, 025501 (2020).
  15. X. Zhang, T. J. Hobbs, and G. A. Miller, Phys. Rev. D 102, 074026 (2020).
  16. J. Liang and K.-F. Liu, arXiv:2008.12389 [hep-lat].
  17. D. Z. Freedman, Phys. Rev. D 9, 1389 (1974).
  18. D. Akimov et al., Science 357, 1123 (2017).
  19. J. Yang, J. A. Hernandez, and J. Piekarewicz, Phys. Rev. C 100, 054301 (2019).
  20. C. G. Payne, S. Bacca, G. Hagen, W. G. Jiang, and T. Papenbrock, Phys. Rev. C 100, 061304(R) (2019).
  21. M. Hoferichter, J. Menendez, and A. Schwenk, Phys. Rev. D 102, 074018 (2020).
  22. M. Cadeddu, C. Giunti, K. A. Kouzakov, Y. F. Li, A. I. Studenikin, and Y. Y. Zhang, Phys. Rev. D 98, 113010 (2018).
  23. O. G. Miranda, D. K. Papoulias, G. Sanchez Garcia, O. Sanders, M. Tórtola, and J. W. F. Valle, J. High Energy Phys. 2020, 130 (2020).
  24. M. Cadeddu, F. Dordei, C. Giunti, Y. F. Li, E. Picciau, and Y. Y. Zhang, Phys. Rev. D 102, 015030 (2020).
  25. H. Bonet, A. Bonhomme, C. Buck, K. Fülber, J. Hakenmüller, J. Hempfling, G. Heusser, T. Hugle, M. Lindner, W. Maneschg, T. Rink, H. Strecker, R. Wink, and CONUS Collab., Eur. Phys. J. C 82, 813 (2022).
  26. M. Atzori Corona, M. Cadeddu, N. Cargioli, F. Dordei, C. Giunti, Y. F. Li, C. A. Ternes, and Y. Y. Zhang, J. High Energy Phys. 2022, 164 (2022).
  27. F. An et al., J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 43, 030401 (2016).
  28. M. Nowakowski, E. A. Paschos, and J. M. Rodriguez, Eur. J. Phys. 26, 545 (2005).
  29. R. L. Workman et al. (Particle Data Group), Prog. Theor. Exp. Phys. 2022, 083C01 (2022).
  30. E. Aprile et al., Phys. Rev. D 102, 072004 (2020).
  31. А. И. Тернов, Письма в ЖЭТФ 104, 75 (2016) [JETP Lett. 104, 75 (2016)].
  32. A. I. Ternov, Phys. Rev. D 94, 093008 (2016).
  33. K. S. Babu and R. N. Mohapatra, Phys. Rev. D 41, 271 (1990).
  34. G. G. Raffelt, Phys. Rep. 320, 319 (1999).
  35. W. C. Haxton and C. E. Wieman, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 51, 261 (2001).
  36. C. Giunti and C. W. Kim, Fundamentals of Neutrino Physics and Astrophysics (Oxford University Press, 2007).
  37. W. M. Alberico, S. M. Bilenky, C. Giunti, and K. M. Graczyk, Phys. Rev. C 79, 065204 (2009).
  38. D. K. Papoulias and T. S. Kosmas, Adv. High Energy Phys. 2016, 1490860 (2016).
  39. G. T. Garvey, W. C. Louis, and D. H. White, Phys. Rev. C 48, 761 (1993).
  40. K. A. Kouzakov and A. I. Studenikin, Phys. Rev. D 95, 055013 (2017).
  41. P. Abratenko et al. (MicroBooNE Collab.), Phys. Rev. Lett. 128, 151801 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Pleiades Publishing, Ltd.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».