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Double Chooz 実験における Calibration 用データの解析

Double Chooz 実験における Calibration 用データの解析. M1 清水沙也香. Motivation. 今後の研究の候補として エネルギー再構成 ニュートリノ 選別効率の 見積もり …… など Double Chooz の解析用ファイルの取り扱いに 慣れる → 応用的 な 解析に備える 放射 線源データの 解析は今後 の研究 で重要. 放射線源を用いた Energy Calibration. ニュートリノ の計数、エネルギーを 見積もる精度を高める 検出器の ν-target 層 ,γ-catcher 層に 実際に放射線源をいれて測定する.

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Double Chooz 実験における Calibration 用データの解析

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Presentation Transcript

  1. Double Chooz実験におけるCalibration用データの解析 M1 清水沙也香

  2. Motivation • 今後の研究の候補として • エネルギー再構成 • ニュートリノ選別効率の見積もり……など • Double Choozの解析用ファイルの取り扱いに慣れる→応用的な解析に備える • 放射線源データの解析は今後の研究で重要

  3. 放射線源を用いたEnergy Calibration • ニュートリノの計数、エネルギーを見積もる精度を高める • 検出器のν-target層,γ-catcher層に実際に放射線源をいれて測定する Z-Axis(ν-target) Guide tube (γ-catcher)

  4. γ線源、陽電子線源の解析 γ線源 β崩壊後の核が基底状態に移る際、γ線を放出する e+はすぐにe-と対消滅を起こし、0.511[MeV]の2本のγ線を放出する • バックグラウンドを取り除く • 0.35[MeV]以下はカット • 適切な関数でFitし、ピークをMCの結果と比較 • 60Co,137Cs(γ線源) Andi’s Function • 68Ge(陽電子線源) Double Gaussian 陽電子線源

  5. Andi’s Function • Compton Edgeを考慮したフィッティング用関数 • 水素で捕獲されたγ線が放つ光電ピークEγ = 2.223MeV • コンプトンエッジのエネルギー ECE = • コンプトンエッジ+光電ピークのフィッティング) • 各線源のピークをEγとしてフィッティング 松本さんの修士論文より

  6. Andi’s Functionを用いたフィッティング ーMC ＋Data ■BG

  7. Gauss関数によるFittingとの比較 ▶60Co(x, y, z) = (0, 0, 12)[mm] 一次関数+ Gauss Andi’s Function ーMC ＋Data ■BG ーMC ＋Data ■BG χ2/ndf = 1.0909 χ2/ndf = 9.4645

  8. Gauss関数によるFittingとの比較 ▶60Co(x, y, z) = (12.6, 1434, 0)[mm] 一次関数+ Gauss Andi’s Function ーMC ＋Data ■BG ーMC ＋Data ■BG χ2/ndf = 1.2973 χ2/ndf = 10.2

  9. Gauss関数によるFittingとの比較 ▶137Cs(x, y, z) = (0, 0, 12)[mm] 一次関数+ Gauss Andi’s Function ーMC ＋Data ■BG ーMC ＋Data ■BG χ2/ndf = 1.1877 χ2/ndf = 1.2656

  10. Gauss関数によるFittingとの比較 ▶137Cs(x, y, z) = (12.6, 1434, 0)[mm] 一次関数+ Gauss Andi’s Function ーMC ＋Data ■BG ーMC ＋Data ■BG χ2/ndf = 0.6737 χ2/ndf = 1.2762

  11. ▶ 68Ge (x,y,z) = (0, 0, 12) ーMC ＋Data ■BG (x,y,z) = (0, 0, 1244) χ2/ndf = 1.658

  12. ▶ 68Ge (x,y,z) = (12.6, 1288, 0) ーMC ＋Data ■BG (x,y,z) = (12.6, 1654, 1305.3) (x,y,z) = (12.6, 1654, 1305.3) χ2/ndf = 1.014

  13. 中性子線源の解析 • 252Cfの自発核分裂 γ Prompt Signal Double Choozで検出するνeの逆β崩壊 252Cf <M> = 3.75個 n n n Delayed Signal γ Gd

  14. Cut • Muon Veto 宇宙から飛来するμ粒子による信号の除去 • Charge ID > 10000[DUQ] ,EvisID0 > 30[MeV]どちらかを満たすとき、Muonと判定 • 1[ms]の不感時間を設ける • Light Noise Cut 検出器の発光によるノイズの除去 • Qmax/Qtotal>0.1 ,RMSTstart>40[ns] • いずれかを満たすとき、Light Noiseと判定

  15. Prompt, Delayedの選別 • Prompt Signal • 前の信号と1.5[ms]以上の間隔かつ5[MeV]<EvisID0<30[MeV] • Delayed Signal • Prompt Signalより1[ms]以内かつ0.5[MeV]< EvisID0 <15[MeV] Prompt Delayed time >1.5ms 1ms

  16. 252Cf エネルギースペクトル Gd捕獲 ■Delayed < 0.5MeV H捕獲 2.23 [MeV] ■Prompt < 5MeV Gd+H捕獲 [MeV]

  17. Prompt – Delayed 信号間の時間差 • Prompt signal を発してからDelayed signal を発するまでの時間 平均寿命[μs] [ns]

  18. Multiplicity 252Cfが1崩壊で放出する平均中性子数は3.75個 　　　　　→データの選別に問題有 DC-doc-4758-v2Cf-252 Calibration Source Analysis and Efficiency Studies

  19. Data - MCのエネルギースケール 137Cs 68Ge 252Cf(H) 60Co

  20. Data - MCのエネルギースケール 137Cs 68Ge 252Cf(H) 60Co

  21. 今後の課題 • 252Cfのデータ選別の問題を特定 • 放射線源によるデータの解析手法の確立 • 2ndPub以降の線源データと物理データのチェック • 線源データ：エネルギー再構成手法の変更に伴う　　 エネルギーの違い • 物理データ：検出器の長期安定性の確認

  22. 使用データ

  23. ▶60Co ZAXIS & GuideTube Data Data MC MC

  24. ▶137Cs ZAXIS & GUIDE TUBE Data Data MC MC

  25. ▶68Ge ZAXIS & GUIDE TUBE Data Data MC MC

  26. ▶252Cf ZAXIS Data Data MC MC

  27. Promptの発生位置

  28. Prompt – Delayed信号間の距離 [mm]

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