使用自洽近似蒙特卡洛方法通过飞行时间光谱法对KATRIN中的keV级无菌中微子敏感性进行估算

我们调查卡尔斯鲁厄he中微子实验（KATRIN）对keV级无菌中微子的敏感性，这是有希望的暗物质候选者。 由于主动-无菌混合会导致β光谱中第二组分的相对强度为sin2θ≲10-6较弱，因此需要额外的实验策略来提取该小特征并消除系统性。 一种可能的策略是在替代飞行时间（TOF）模式下运行实验，与积分标准模式相比，产生差分TOF光谱。 为了从减小的样本量中估计灵敏度，已经开发了一种称为自洽近似蒙特卡洛（SCAMC）的新分析方法。 仿真表明，理想的TOF模式可以在一个σ处实现sin2θ〜5×10-9的统计灵敏度，从而将标准模式提高了大约两倍。 如果考虑其他示例性系统，则该相对收益将显着增长。 研究了使用现有硬件（称为门控滤波）的TOF模式的可能实现，但是，这样做的代价是降低了平均信号速率。