Matter effects in neutrino visible decay at future long-baseline experiments

Abstract

Reevaluamos el decaimiento visible de neutrinos en presencia de materia. Estudiamos estos efectos en dos futuros experimentos de long-baseline donde los efectos de materia son relevantes: DUNE (1300 km) y un hipotético haz dirigido hacia ANDES (7650 km). Encontramos que los efectos de materia del componente visible del decaimiento de neutrinos son insignificantes en DUNE, siendo mucho más relevante en ANDES. Realizamos una simulación detallada de DUNE, considerando los canales Vu disappearance y Ve appearance, para ambos modos FHC y RHC. La sensitividad de la constante de decaimiento alpha 3 puede ser tan baja como 2 x 10-6 eV2 a 90% C.L., dependiendo de la masa de los neutrinos y el tipo de acoplamiento. También mostramos el impacto del decaimiento de neutrinos en la determinación de theta23 y deltaCP, y encontrar que el mejor valor de ajuste de theta23 puede moverse desde un valor real en un octante inferior hacia un octante superior.

Neutrino visible decay in the presence of matter is re-evaluated. We study these effects in two future long-baseline experiments where matter effects are relevant: DUNE (1300 km) and a hypothetical beam aimed towards ANDES (7650 km). We find that matter effects are negligible for the visible component of neutrino decay at DUNE, being much more relevant at ANDES. We perform a detailed simulation of DUNE, considering Vu disappearance and Ve appearance channels, for both FHC and RHC modes. The sensitivity to the decay constant alpha 3 can be as low as 2 x 10-6 eV2 a 90% C.L., depending on the neutrino masses and type of coupling. We also show the impact of neutrino decay in the determination of theta23 and deltaCP, and find that the bestfit value of theta 23 can move from a true value at the lower octant towards the higher constant