DUNE（深层地下中微子实验）是美国提议的长基线中微子实验，基线是从费米国家加速器实验室（Fermilab）到桑福德地下研究设施1300公里，该设施将容纳40 kt液态氩时间投影室（ LArTPC）作为远端检测器。 该实验还将有一个细颗粒的近探测器，用于精确测量初始通量。 我们显示，通量和探测器附近的DUNE基线的能量范围是有利于观察Âm2eeV2规模的无菌中微子的γ-β-βe振荡，因此可以有效地用于测试所报告的非常高精度 LSND和MiniBooNE实验看到的振荡信号。 我们通过改变基线，探测器基准质量和系统不确定性来研究DUNE探测器对无菌中微子振荡的敏感性。 我们发现，目前在DUNE提出的近距离探测器的探测器质量和基线将能够以良好的精度测试整个LSND参数区域。 可以看出，灵敏度对基线和检测器质量的依赖性很有趣，而对系统不确定性的依赖性很小。

在几个短基线中微子振荡实验中的异常现象表明，无菌中微子可能存在于大约eV尺度，并与三种已知中微子有明显的混合。 我们发现，如果存在这样一种轻的无菌中微子，则通过对μ−，τ−，π−和K−的轻子衰变的组合研究，可以发现τ-的一些半轻子衰变和Z玻色子的无形衰变宽度， 可以约束相关的混合矩阵元素。 此外，我们将使用此处介绍的方法得出的约束条件与短基线中微子振荡实验获得的实验结果进行了比较。 我们发现单个轻型无菌中微子不能满足现有的短基线中微子振荡约束，并解释了上述异常现象。 在此过程中，我们提供了许多实验清晰的可观察观测值，这些观测值可独立于中微子振荡实验而直接用于研究轻度无菌中微子。

除了下一代基于束的中微子实验及其相关的探测器外，还将利用静止衰变产生的大量低能量中微子产生源。 在这项工作中，我们探索静止衰减中微子的物理机会，以在长基线上对振荡参数进行补充测量。 例如，J-PARC散裂中子源将通过各种静息衰减（DAR）过程（尤其是介子，介子和钾离子的过程）生成中微子。 其他拟议的来源将产生大量停止的介子和介子。 我们展示了即将到来的Hyper-Kamiokande实验能够检测J-PARC中的单色kaon静止不动中微子的能力，这些中微子经过几百公里并经历了振荡。 在中微子能量和基线长度的新状态下，这种测量将作为有价值的交叉检验，以限制我们对中微子振荡的理解。 我们还研究了液氩和水探测器中离子和μ子DAR中微子的预期事件发生率，以及它们对违反δCP相的电荷奇偶性（CP）的敏感性。

根据对中微子振荡的不同影响，MNSP矩阵中的统一性违规可分为轻度和重度无菌中微子的存在分别引起的直接统一性违规和间接统一性违规。 其中sub-eV无菌中微子最为有趣。 我们研究了在精密反应堆抗中微子振荡实验中，用三个条件寻找亚eV无菌中微子的可能性。

重新检查ILL实验，这是“反应器异常”实验之一。 ILL的基线为8.78 m，是反应堆异常短基线实验中最短的，该实验发现电子抗中微子消失的最大部分（约20％）。 如果先前的分析没有忽略ILL实验，他们会使用完全新颖且不合理的函数形式的卡方，即卡方幅度（也称为“比率分析”），或者使用频谱形式对卡方进行重复计算。 系统错误。 我们进行了分析，该分析利用了标准的常规形式用于卡方，以及派生的函数形式用于光谱方。 我们发现，当用包括光谱信息的常规卡方或与通量大小无关的光谱卡方进行分析时，与常规的无振荡光谱相比，ILL实验发现中微子光谱存在明显的畸变。 用第四中微子来解释这一点，而不是分析中某些方面（例如能量校准）的错误，结果是第四中微子可能的质量平方差的一组特定值，以及最小卡方差 与以前的分析相比，该值大大提高。 对于Huber通量和常规卡方，两个最优选的值分别是0.90和2.36 eV2的质量平方差，分别在Δχmin2值为-12.1和-13.0（3.5和3.6σ）时优选。 对于大亚湾通量和常规卡方，我们发现在Δχmin2分别为-10.5和-11.7（3.2和3.4σ）时优选0.95和2.36

我们采用2015年发布的普朗克数据和重子声振荡（BAO）测量（包括在红移z = 1.52处的新DR14类星体样品测量）来更新对宇宙学参数的约束，并得出结论，六参数ΛCDM模型是优选的 。 探索对ΛCDM模型的一些扩展，我们发现w CDM模型中暗能量的状态方程读数为w = -1.036±0.056，宇宙中相对论自由度的有效数为Neff = 3.09-0.20 + 在Neff +ΛCDM模型中为0.18，并且在68％置信度（CL）和95％CL下，Ωk+ΛCDM模型中的空间曲率参数为Ωk=（1.8±1.9）×10-3 三个活动中微子质量的总和的上界是∑mν <0.16 eV（对于正常层次（NH））和∑mν <0.19 eV（对于反向层次（IH）），其中Δχ2≡χNH2-χIH2= -1.25。

中微子振荡是基本粒子物理学中的重要物理现象，其非经典特征可以通过Leggett-Garg不等式揭示出来。 它显示了其量子相干性可以在天体物理长度尺度上维持。 在这项工作中，我们研究了通过量子相干性（NAQC），量子转向和Bell非局域性的非局域优势，在实验观察到的中微子振荡中的量子性度量。 从各种中微子来源，以不同的能量分析了反应堆和加速器中微子的集合体，例如大亚湾（0.5 km和1.6 km）和MINOS（735 km）协作。 实验比较了两种风味的中微子振荡的NAQC，并与理论预测进行了比较。 随着能量的增加，它表现出非单调的演化现象。 此外，发现NAQC甚至在千米量级上也比量子导向和贝尔非局部性更强的量子相关性。 因此，对于具有NAQC的任意二分体中微子味状态，它也必须是可操纵的Bell非局部状态。 结果可能会为中微子振荡提供深入的了解，以进一步应用于量子信息处理。

我们通过普朗克实验以及当前和未来的中微子振荡实验（MINOS，IceCube，SBN）对无菌中微子的约束条件进行了比较分析。 首次，我们在振荡实验所使用的Δm2，sin2⁡2θ参数空间中，通过CMB表示了对Neff和易位的联合约束。 我们还展示了Neff的代换宇宙学参数空间中的振荡实验的约束。 在具有单个无菌中微子物种并使用标准假设的模型中，我们发现Planck 2015数据和测量μon中微子（νμ）消失的振荡实验具有相似的灵敏度。

MINOS实验从2003年一直持续到2012年，收集了一个数据样本，其中包括束中微子的10.71×1020质子对标（POT），束中微子的3.36×1020 POT和大气中微子的暴露量为37.88 ktyryrs。 大气中微子振荡参数的最终测量值，m322和Δ23，来自对CCγ和CCγ束和大气样品的结合以及CCγ和CCγ外观的完整三个风味振荡分析 样品。 这个

OPERA实验已最终观察到了μon中微子CNGS束中tau中微子的出现。 利用OPERA检测器功能，可以隔离高纯度的νe，νμ和ντ带电电流中微子相互作用以及中性电流弱相互作用样品。 在本文中，首次使用完整的数据集来测试三味中微子振荡模型，并得出在3 + 1中微子模型框架内对轻型无菌中微子存在的约束。 首次将tau和电子中微子出现通道联合用于检验无菌中微子假设。 LSND和MiniBooNE实验所允许的绝大部分无菌中微子参数空间在90％C.L下被排除。 特别是，MiniBooNE结合中微子和反中微子数据获得的最佳拟合值被排除在3.3σ显着性之外。