Search for solar electron anti-neutrinos due to spin-flavor precession in the Sun with Super-Kamiokande-IV
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Résumé
Due to a very low production rate of electron anti-neutrinos () via nuclear fusion in the Sun, a flux of solar is unexpected. An appearance of in solar neutrino flux opens a new window for the new physics beyond the standard model. In particular, a spin-flavor precession process is expected to convert an electron neutrino into an electron anti-neutrino () when neutrino has a finite magnetic moment. In this work, we have searched for solar in the Super-Kamiokande experiment, using neutron tagging to identify their inverse beta decay signature. We identified 78 candidates for neutrino energies of 9.3 to 17.3 MeV in 2970.1 live days with a fiducial volume of 22.5 kiloton water (183.0 ktonyear exposure). The energy spectrum has been consistent with background predictions and we thus derived a 90% confidence level upper limit of on the conversion probability in the Sun. We used this result to evaluate the sensitivity of future experiments, notably the Super-Kamiokande Gadolinium (SK-Gd) upgrade.
Mots clés
Neutron tagging
Water Cherenkov detector
Electron antineutrinos
Neutrino–antineutrino oscillation
Solar neutrino
neutrino: solar
neutrino: energy
neutrino: flux
nucleus: fusion
antineutrino/e: particle identification
KAMIOKANDE
precession
semileptonic decay
neutrino: magnetic moment
antineutrino/e: energy spectrum
sensitivity
new physics: search for
gadolinium
background
signature
upgrade
water
experimental results