Effect of torsion in long-baseline neutrino oscillation experiments
Abstract: In this work we investigate the effect of curved spacetime on neutrino oscillation. In a curved spacetime, the effect of curvature on fermionic fields is represented by spin connection. The spin connection consists of a non-universal ``contorsion" part which is expressed in terms of vector and axial current density of fermions. The contraction of contorsion part with the tetrad fields, which connects the internal flat space metric and the spacetime metric, is called torsion. In a scenario where neutrino travels through background of fermionic matter at ordinary densities in a curved spacetime, the Hamiltonian of neutrino oscillation gets modified by the torsional coupling constants $\lambda_{21}{\prime}$ and $\lambda_{31}{\prime}$. The aim of this work is to study the effect of $\lambda_{21}{\prime}$ and $\lambda_{31}{\prime}$ in DUNE and P2SO. In our study we, (i) discuss the effect of torsional coupling constants on the neutrino oscillation probabilities, (ii) estimate the capability of P2SO and DUNE to put bounds on these parameters and (iii) study how the physics sensitivities get modified in presence of torsion.
- E. Ma, Phys. Rev. D 73, 077301 (2006), arXiv:hep-ph/0601225 .
- E. Ma, Phys. Rev. Lett. 81, 1171 (1998), arXiv:hep-ph/9805219 .
- J. Schechter and J. W. F. Valle, Phys. Rev. D 22, 2227 (1980).
- R. N. Mohapatra and A. Y. Smirnov, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 56, 569 (2006), arXiv:hep-ph/0603118 .
- K. S. Babu and R. N. Mohapatra, Phys. Rev. D 41, 1286 (1990).
- G. R. Dvali and A. Y. Smirnov, Nucl. Phys. B 563, 63 (1999), arXiv:hep-ph/9904211 .
- N. Arkani-Hamed and M. Schmaltz, Phys. Rev. D 61, 033005 (2000), arXiv:hep-ph/9903417 .
- S. Roy, Phys. Rev. D 108, 055015 (2023), arXiv:2305.16234 [hep-ph] .
- B. Garbrecht and R. G. Landim, Phys. Rev. D 102, 095004 (2020), arXiv:2005.10593 [hep-ph] .
- P. Fayet, Phys. Lett. B 69, 489 (1977).
- R. N. Mohapatra and J. W. F. Valle, Phys. Rev. D 34, 1642 (1986).
- R. Barbier et al., Phys. Rept. 420, 1 (2005), arXiv:hep-ph/0406039 .
- A. Ashtekar, Phys. Rev. D 36, 1587 (1987).
- J. W. Maluf, Annalen Phys. 525, 339 (2013), arXiv:1303.3897 [gr-qc] .
- R. Oliveri and S. Speziale, Gen. Rel. Grav. 52, 83 (2020), arXiv:1912.01016 [gr-qc] .
- U. Harst and M. Reuter, JHEP 05, 005 (2012), arXiv:1203.2158 [hep-th] .
- T. Shirafuji and G. G. L. Nashed, Prog. Theor. Phys. 98, 1355 (1997), arXiv:gr-qc/9711010 .
- J. Nissinen and G. E. Volovik, Phys. Rev. Res. 1, 023007 (2019), arXiv:1812.03175 [cond-mat.mes-hall] .
- B. Abi et al. (DUNE),  (2021), arXiv:2103.04797 [hep-ex] .
- A. V. Akindinov et al., Eur. Phys. J. C 79, 758 (2019), arXiv:1902.06083 [physics.ins-det] .
- M. Cruceru and G. Nicolescu, J. Phys. Conf. Ser. 940, 012036 (2018).
- N. E. Mavromatos and A. Pilaftsis, Phys. Rev. D 86, 124038 (2012), arXiv:1209.6387 [hep-ph] .
- M. A. Zubkov, Mod. Phys. Lett. A 29, 1450111 (2014), arXiv:1310.8034 [hep-ph] .
- V. Pasic and E. Barakovic, Gen. Rel. Grav. 46, 1787 (2014), arXiv:1406.1930 [gr-qc] .
- L. Fabbri and S. Vignolo, Mod. Phys. Lett. A 31, 1650014 (2016), arXiv:1504.03545 [gr-qc] .
- G. de Andrade,  (2016a), arXiv:1604.01368 [gr-qc] .
- G. de Andrade,  (2016b), arXiv:1611.07341 [physics.gen-ph] .
- S. Chakrabarty and A. Lahiri, Eur. Phys. J. Plus 133, 242 (2018), arXiv:1907.02341 [gr-qc] .
- W. Lin and X. Xue,  (2023), arXiv:2304.00475 [gr-qc] .
- S. SenGupta and A. Sinha,  (2001), arXiv:hep-th/0110190 .
- A. Ringwald and Y. Y. Y. Wong, in 5th International Heidelberg Conference on Dark Matter in Astro and Particle Physics (2004) arXiv:hep-ph/0412256 .
- M. Alimohammadi and A. Shariati, Int. J. Mod. Phys. A 15, 4099 (2000), arXiv:gr-qc/9911061 .
- V. De Sabbata and M. Gasperini, Nuovo Cim. A 65, 479 (1981).
- S. Chakrabarty and A. Lahiri, Eur. Phys. J. C 79, 697 (2019), arXiv:1904.06036 [hep-ph] .
- N. E. Mavromatos and S. Sarkar, EPJ Web Conf. 71, 00085 (2014), arXiv:1312.5230 [hep-ph] .
- G. Nicolescu, J. Phys. G 40, 055201 (2013).
- S. Mandal, Nucl. Phys. B 965, 115338 (2021).
- G. Esposito, Fortsch. Phys. 40, 1 (1992), arXiv:gr-qc/9506088 .
- W. Szczyrba, Annals Phys. 158, 320 (1984).
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.