Abstract
The Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) will be a powerful tool for a variety of physics topics. The high-intensity proton beams provide a large neutrino flux, sampled by a near detector system consisting of a combination of capable precision detectors, and by the massive far detector system located deep underground. This configuration sets up DUNE as a machine for discovery, as it enables opportunities not only to perform precision neutrino measurements that may uncover deviations from the present three-flavor mixing paradigm, but also to discover new particles and unveil new interactions and symmetries beyond those predicted in the Standard Model (SM). Of the many potential beyond the Standard Model (BSM) topics DUNE will probe, this paper presents a selection of studies quantifying DUNE’s sensitivities to sterile neutrino mixing, heavy neutral leptons, non-standard interactions, CPT symmetry violation, Lorentz invariance violation, neutrino trident production, dark matter from both beam induced and cosmogenic sources, baryon number violation, and other new physics topics that complement those at high-energy colliders and significantly extend the present reach.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 322 |
| Journal | European Physical Journal C |
| Volume | 81 |
| Issue number | 4 |
| DOIs | |
| State | Published - Apr 2021 |
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In: European Physical Journal C, Vol. 81, No. 4, 322, 04.2021.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Prospects for beyond the Standard Model physics searches at the Deep Underground Neutrino Experiment
T2 - DUNE Collaboration
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AU - Spurgeon, K.
AU - Staley, R.
AU - Stancari, M.
AU - Stanco, L.
AU - Steiner, H. M.
AU - Stewart, J.
AU - Stillwell, B.
AU - Stock, J.
AU - Stocker, F.
AU - Stocks, D.
AU - Stokes, T.
AU - Strait, M.
AU - Strauss, T.
AU - Striganov, S.
AU - Stuart, A.
AU - Summers, D.
AU - Surdo, A.
AU - Susic, V.
AU - Suter, L.
AU - Sutera, C. M.
AU - Svoboda, R.
AU - Szczerbinska, B.
AU - Szelc, A. M.
AU - Talaga, R.
AU - Tanaka, H. A.
AU - Oregui, B. Tapia
AU - Tapper, A.
AU - Tariq, S.
AU - Tatar, E.
AU - Tayloe, R.
AU - Teklu, A. M.
AU - Tenti, M.
AU - Terao, K.
AU - Ternes, C. A.
AU - Terranova, F.
AU - Testera, G.
AU - Thea, A.
AU - Thompson, J. L.
AU - Thorn, C.
AU - Timm, S. C.
AU - Todd, J.
AU - Tonazzo, A.
AU - Torti, M.
AU - Tortola, M.
AU - Tortorici, F.
AU - Totani, D.
AU - Toups, M.
AU - Touramanis, C.
AU - Trevor, J.
AU - Trzaska, W. H.
AU - Tsai, Y. T.
AU - Tsamalaidze, Z.
AU - Tsang, K. V.
AU - Tsverava, N.
AU - Tufanli, S.
AU - Tull, C.
AU - Tyley, E.
AU - Tzanov, M.
AU - Uchida, M. A.
AU - Urheim, J.
AU - Usher, T.
AU - Vagins, M. R.
AU - Vahle, P.
AU - Valdiviesso, G. A.
AU - Valencia, E.
AU - Vallari, Z.
AU - Valle, J. W.F.
AU - Vallecorsa, S.
AU - Berg, R. Van
AU - de Water, R. G.Van
AU - Forero, D. Vanegas
AU - Varanini, F.
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AU - Vasel, J.
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AU - Vaziri, K.
AU - Ventura, S.
AU - Verdugo, A.
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AU - Vermeulen, M. A.
AU - Verzocchi, M.
AU - de Souza, H. Vieira
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AU - Vilela, C.
AU - Viren, B.
AU - Vrba, T.
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AU - Waldron, A. V.
AU - Wallbank, M.
AU - Wang, H.
AU - Wang, J.
AU - Wang, Y.
AU - Wang, Y.
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AU - Warner, D.
AU - Wascko, M.
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AU - Watson, A.
AU - Weatherly, P.
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AU - Weber, M.
AU - Wei, H.
AU - Weinstein, A.
AU - Wenman, D.
AU - Wetstein, M.
AU - While, M. R.
AU - White, A.
AU - Whitehead, L. H.
AU - Whittington, D.
AU - Wilking, M. J.
AU - Wilkinson, C.
AU - Williams, Z.
AU - Wilson, F.
AU - Wilson, R. J.
AU - Wolcott, J.
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AU - Wood, K.
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AU - Worcester, E.
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AU - Wret, C.
AU - Wu, W.
AU - Wu, W.
AU - Xiao, Y.
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AU - Yang, T.
AU - Yershov, N.
AU - Yonehara, K.
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AU - Yu, B.
AU - Yu, J.
AU - Zaki, R.
AU - Zalesak, J.
AU - Zambelli, L.
AU - Zamorano, B.
AU - Zani, A.
AU - Zazueta, L.
AU - Zeller, G. P.
AU - Zennamo, J.
AU - Zeug, K.
AU - Zhang, C.
AU - Zhao, M.
AU - Zhao, Y.
AU - Zhivun, E.
AU - Zhu, G.
AU - Zimmerman, E. D.
AU - Zito, M.
AU - Zucchelli, S.
AU - Zuklin, J.
AU - Zutshi, V.
AU - Zwaska, R.
N1 - Publisher Copyright: © 2021, The Author(s).
PY - 2021/4
Y1 - 2021/4
N2 - The Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) will be a powerful tool for a variety of physics topics. The high-intensity proton beams provide a large neutrino flux, sampled by a near detector system consisting of a combination of capable precision detectors, and by the massive far detector system located deep underground. This configuration sets up DUNE as a machine for discovery, as it enables opportunities not only to perform precision neutrino measurements that may uncover deviations from the present three-flavor mixing paradigm, but also to discover new particles and unveil new interactions and symmetries beyond those predicted in the Standard Model (SM). Of the many potential beyond the Standard Model (BSM) topics DUNE will probe, this paper presents a selection of studies quantifying DUNE’s sensitivities to sterile neutrino mixing, heavy neutral leptons, non-standard interactions, CPT symmetry violation, Lorentz invariance violation, neutrino trident production, dark matter from both beam induced and cosmogenic sources, baryon number violation, and other new physics topics that complement those at high-energy colliders and significantly extend the present reach.
AB - The Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) will be a powerful tool for a variety of physics topics. The high-intensity proton beams provide a large neutrino flux, sampled by a near detector system consisting of a combination of capable precision detectors, and by the massive far detector system located deep underground. This configuration sets up DUNE as a machine for discovery, as it enables opportunities not only to perform precision neutrino measurements that may uncover deviations from the present three-flavor mixing paradigm, but also to discover new particles and unveil new interactions and symmetries beyond those predicted in the Standard Model (SM). Of the many potential beyond the Standard Model (BSM) topics DUNE will probe, this paper presents a selection of studies quantifying DUNE’s sensitivities to sterile neutrino mixing, heavy neutral leptons, non-standard interactions, CPT symmetry violation, Lorentz invariance violation, neutrino trident production, dark matter from both beam induced and cosmogenic sources, baryon number violation, and other new physics topics that complement those at high-energy colliders and significantly extend the present reach.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85104642625&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85104642625&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1140/epjc/s10052-021-09007-w
DO - 10.1140/epjc/s10052-021-09007-w
M3 - Article
C2 - 34720713
AN - SCOPUS:85104642625
SN - 1434-6044
VL - 81
JO - European Physical Journal C
JF - European Physical Journal C
IS - 4
M1 - 322
ER -