Анализ результатов эксперимента Нейтрино-4 по поиску стерильного нейтрино и сравнение с результатами других экспериментов

Представлены новые результаты измерений зависимостей потока реакторных антинейтрино и их спектра от расстояния до центра активной зоны реактора СМ-3 (Димитровград, Россия) в диапазоне $6$–$12$ м. Проведены дополнительные измерения. Статистика экспериментальных данных была увеличена практически в два раза. Используя все данные, мы провели модельно независимый анализ, чтобы определить параметры осцилляций $\Delta m_{14}^2$ и $\sin^22\theta_{14}$. Метод когерентного сложения результатов измерений позволяет напрямую продемонстрировать эффект осцилляций. Мы наблюдаем эффект осцилляций в окрестности значений $\Delta m_{14}^2=7.25\pm0.13_{\text{st}}\pm1.08_{\text{sys}}$ и $\sin^22\theta=0.26\pm0.08_{\text{stat}}\pm0.05_{\text{syst}}$. В работе представлено сравнение этого результата с результатами других экспериментов по поиску стерильного нейтрино. Объединяя результаты эксперимента Нейтрино-4 с результатами галлиевой и реакторной аномалий, мы получили значение $\sin^22\theta_{14}\approx0.19\pm0.04$ $(4.6\sigma)$. Проведено сравнение результатов эксперимента Нейтрино-4 с результатами других реакторных экспериментов: NEOS, DANSS, STEREO, PROSPECT, с результатами ускорительных экспериментов MiniBooNE, LSND и с результатами эксперимента IceCube. Масса стерильного нейтрино из эксперимента Нейтрино-4 (полагая, что $m_4^2\approx\Delta m_{14}^2)$ равна $m_4=2.68\pm0.13\,$эВ. Используя оценки углов смешивания из других экспериментов, можно вычислить следующие массы для электронного нейтрино, мюонного нейтрино и тау-нейтрино: $m_{v_e}^{\text{eff}}=(0.58\pm0.09)\,$эВ, $m_{v_\mu}^{\text{eff}}=(0.42\pm0.24)\,$эВ, $m_{v_\tau}^{\text{eff}}\leq0.65\,$эВ. Приведена расширенная матрица PMNS для модели $(3 + 1)$ с одним стерильным нейтрино.