1 / 26

Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K

Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K. Krzysztof M. Graczyk Instytut Fizyki Teoretycznej Uniwersytet Wrocławski. Neutrinowy eksperyment tzw. długiej bazy - drugiej generacji. C. Walter, NuInt07. 10 -3 eV 2. 10 -5 eV 2. Dlaczego badać oscylacje?.

amber-drake
Download Presentation

Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K Krzysztof M. Graczyk Instytut Fizyki Teoretycznej Uniwersytet Wrocławski

  2. Neutrinowy eksperyment tzw. długiej bazy - drugiej generacji

  3. C. Walter, NuInt07 10-3 eV2 10-5 eV2 Dlaczego badać oscylacje? • Fizyka poza granicami modelu Standardowego!!! • Jakie są masy neutrin? • Jaka jest hierarchia mas? • Czy symetria CP jest łamana w sektorze leptonowym?

  4. Atmosferyczne Słoneczne Macierz Maki-Nakagawa-Sakata (MNS) Oscylacje neutrin Mieszanina trzech stanów masowych z różnymi fazami

  5. Źródło Detektor Model zakładający 3 rodziny (Wynik MiniBooNE)  6 parametrów do wyznaczenia • Dwie różnicę kwadratów mas • Trzy kąty • Jedna faza CP (dla neutrin Diraca) Oscylacje neutrin

  6. Super-Kamiokande, K2K, MINOS). KamLand, oraz neutrina słoneczne CHOOZ, neutrina reaktorowe Jak wyglądają dotychczasowe parametry oscylacji

  7. O rząd wielkości lepszy pomiar parametrów oscylacji dla nmnt: pomiar deficytu. 20 razy bardziej czuły pomiar oscylacji nmne O kolejny rząd wielkości pomiar nmnt Szukanie łamania symetrii CP w sektorze leptonowym Dokładność pomiarów w T2K Cele T2K

  8. CHOOZ

  9. Nukleon Foton, bozon Z lub W p N Jak oddziałuje neutrino T2K Oddziaływanie ChargedCurrent Oddziaływanie Neutral Current • Oddziaływania w jądrze • mają istotny wpływ na produkty • końcowe!!!

  10. T2K C. Juszczak, J.T. Nowak, J.T. Sobczyk, Nucl.Phys.Proc.Suppl.159:211-216,2006 • Oddziaływania typu • QE • SPP • Rezonansowe • Nierezonansowe • Koherentne • Głęboko nieelastyczne W T2K mamy do czynienia z mieszanką oddziaływań QE, RES oraz niewielki wkład DIS zmodyfikowanych efektami jądrowymi

  11. 295 km ND 280m W przyszłości ND 2km Off-Axis SK JHF

  12. Produkcja neutrin w JHF • 50 GeV Proton Synchrotron • 3.3x1014 ppp • Repetition rate: 0.292 Hz • Moc: 0.77 MW, 1021 POT (jeden rok) – 130 dni operacyjnych • Komora rozpadu pionów: 80 m

  13. OA3o OA2.5o OA2o Konfiguracja Off-Axis SK D. Karlen , NuInt05 Dla OA2: Emax=0.75 GEV

  14. Spektrum energetyczne wiązki w SK Off-axis: OA2 W maksimum spektrum: ne/nm rzędu 0.2 % nm ne Rozpady z Kaonów

  15. Daleki Detektor: SK • 50 000 t wody • Wysokość: 42 m • Średnica 39 m • Detektor wewnętrzny (ID) • 33.8m(h), 36.2(d) • 11 146 PMT • Zewnętrzny detektor (OD) • Około 2m od ścian ID • 1 885 PMTS: zlicza cząstki wchodzące/wychodzące z ID. • Całkowita masa OD i ID 22 500 t.

  16. Oczekiwana liczba zdarzeń neutrin dla 3x1021 POT dla pomiaru deficytu nm dla różnych wartości Dm223 z sin22q23=1.0 i sin22q13=0.0, dla 5 lat pracy.

  17. A. Vacheret, NuInt07

  18. Pomiar deficytu nm • Idea analogiczna jak w K2K • Pomiar profilu energetycznego wiązki nmw ND • Rozpraszanie QE • Odtworzenie wiązki w SK na podstawie ND • Porównanie z mierzoną wiązką w K2K M. H. Ahn, Phys.Rev. D74 (2006) 072003

  19. Przewidywania dla T2K Rekonstrukcja energii na podstawie zdarzeń QE

  20. Bliski Detektor ND280 • Pomiar strumienia neutrin w celu ustalenia strumienia w SK • Pomiar spektrum energetycznego neutrin • Pomiar neutrinowych przekrojów czynnych dla QE CC, non-QE, NC • Ocena wkładu ne badanie pojawiania się ne • Pomiar i monitoring kierunku wiązki

  21. TRACKER ND280 • Rozmiar: 3.5x3.6x8m3 • Magnes UA1, 0.2 T • TPC (Time Projector Chamber): 3 komory do pomiaru mionów z rozpraszania typu CC, rekonstrukcja znaku, rozróżnianie mionów, pionów i elektronów • FGD (Fine Grained Detectors): 2 moduły, tarczą na której będą oddziaływać neutrina • PI0D: pomiar p0 z oddziaływań typu NC • ECAL (Electromagnetic Calorimeter): pomiar g • SMRD (Single Muon Range Detector): pomiar mionów – wewnątrz luk w magnesie.

  22. A. Vacheret, NuInt07

  23. ND280: Pomiar przekrojów czynnych • Produkcja pojedynczych pionów: • NC1p, CC1p tło dla pomiaru deficytu nm • NC1p0  tło dla pomiaru ne • Pomiar przekrojów czynnych? • Badanie oddziaływań słabych • Badanie struktury nukleonu Wiązka nm 1021 POT w 1-tonowym FGD.

  24. M.O. Wascko, NuInt05 Przekroje czynne CC Niższe niż się wydawało przekroje czynne! MiniBooNE Dla T2K, produkcja pojedynczych pionów Następuje głównie poprzez wzbudzenie Rezonansu D(1232).

  25. SPP w procesach typu NC K. M. Graczyk, NuInt07

  26. Kilka słów na koniec • Eksperyment T2K znacząco przybliży nas do prawdy o własnościach neutrin • parametry oscylacji • Natura oddziaływań neutrin

More Related