Probing invisible neutrino decay with KM3NeT-ORCA
2 IPHC - Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 APC (UMR_7164) - AstroParticule et Cosmologie
5 SUBATECH - Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées
6 LUPM - Laboratoire Univers et Particules de Montpellier
7 IUF - Institut universitaire de France
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Résumé
In the era of precision measurements of the neutrino oscillation parameters, upcoming neutrino experiments will also be sensitive to physics beyond the Standard Model. KM3NeT/ORCA is a neutrino detector optimised for measuring atmospheric neutrinos from a few GeV to around 100 GeV. In this paper, the sensitivity of the KM3NeT/ORCA detector to neutrino decay has been explored. A three-flavour neutrino oscillation scenario, where the third neutrino mass state $\nu_3$ decays into an invisible state, e.g. a sterile neutrino, is considered. We find that KM3NeT/ORCA would be sensitive to invisible neutrino decays with $1/\alpha_3=\tau_3/m_3 < 180$~$\mathrm{ps/eV}$ at $90\%$ confidence level, assuming true normal ordering. Finally, the impact of neutrino decay on the precision of KM3NeT/ORCA measurements for $\theta_{23}$, $\Delta m^2_{31}$ and mass ordering have been studied. No significant effect of neutrino decay on the sensitivity to these measurements has been found.