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SciBooNE 実験   1 実験の現状とニュートリノ反応の物理 PowerPoint PPT Presentation


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2008 年 3 月 26 日 @近畿大学 日本物理学会第 63 回年次大会. SciBooNE 実験   1 実験の現状とニュートリノ反応の物理. 中家剛(京大理) 横山将志, 平出克樹 , 中島康博 , 栗本佳典 , 武居秀行 ,松岡広大,川向裕之,久保一, 五味慎一,大谷将士,柴田利明,宮地義之, 早戸良成, 三塚岳 ,村上武,田中真伸、 他 SciBooNE 実験グループ 京大理,東工大理,東大宇宙線研, KEK. Unexplored Areas of Neutrino Physics -- ニュートリノ・原子核反応 --.

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SciBooNE 実験   1 実験の現状とニュートリノ反応の物理

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Presentation Transcript


Sciboone 1

2008年3月26日@近畿大学

日本物理学会第63回年次大会

SciBooNE実験  1実験の現状とニュートリノ反応の物理

中家剛(京大理)

横山将志,平出克樹,中島康博,栗本佳典, 武居秀行,松岡広大,川向裕之,久保一, 五味慎一,大谷将士,柴田利明,宮地義之, 早戸良成,三塚岳,村上武,田中真伸、 他SciBooNE実験グループ

京大理,東工大理,東大宇宙線研,KEK


Sciboone 1

Unexplored Areas of Neutrino Physics

--ニュートリノ・原子核反応--

sn in this E range of interest:

  • 精度が悪い。

  • 古いデータ(1970~1980)

    • 少ない統計

    • 系統誤差が不十分

  • 原子核効果の考慮

  • (p/p/n absorption/scattering, shadowing, low Q2 region)

    • モデル依存。

  • しかし、ニュートリノ振動実験のためには理解を深める必要がある。

QE

DIS

1p

MINOS, NuMI

K2K, NOvA

MiniBooNE, T2K, SciBooNE

Super-K atmospheric n

反ニュートリノはより実験データが少ない。


Sciboone

SciBooNEの物理解析テーマ【日本の博士院生】

CDHS

MB+SciBooNE

  • 京大

    • 平出 克樹: CC-1p反応

    • 栗本 佳典: NC-1p0反応

    • 中島 康博: Short-baseline n oscillation with MiniBooNE.

  • 東工大

    • 武居 秀行: NC 弾性散乱

  • 東大宇宙線研

    • 三塚 岳:ニュートリノ反応シミュレーター開発 

MB+SciBooNE

(+5% sys. err)

MiniBooNE only

CDHS


Sciboone 1

FNAL E954

MiniBooNE beamline

SciBar

Decay region

MiniBooNE Detector

50 m

440 m

100 m

T2K

Flux (normalized by area)

SciBooNE

K2K

1 2

En (GeV)

  • T2K実験のためにより精密にニュートリノ反応断面積を測定する。

  • 反ニュートリノ

    • 実験データが根本的に少ない。

    • 将来のν-CPの研究(T2K-II)に必要。

  • MiniBooNEの前置測定器

    • Search for neutrino oscillation with a short-baseline.

      K2K-SciBar + FNAL-BNB

    • 高解像度ニュートリノ測定器

    • 高強度ニュートリノビーム


Sciboone1

SciBooNE測定器

SciBar

ミューオン飛程測定器(MRD)

  • SciBar測定器

    • 全感知型シンチレータ飛跡検出器

    • K2K実験のため製作。

    • 日本から輸送

  • 電磁カロリメータ(EC)

    • 鉛・シンチファイバー スパゲティカロリメータ

    • CHORUS実験のため製作。

  • ミューオン飛程測定器(MRD)

    • ミューオンの運動量測定

n beam

電磁カロリメータ(EC)


2008 aps calendar

2008 APS Calendar


2007 6

2007年6月からデータ収集開始。継続中。

  • 目標陽子数: 2E20 POT (Protons-On-Target)

  • これまで: 1. 46E20

    • : 9.2E19 (goal: 1E20)

    • : 5.4E19 (goal: 1E20)

モード

モード

データ収集中

Summer shutdown

2008年3月

2007年6月


Sciboone 1

nモードのデータ収集状況。

総陽子数

ニュートリノ反応率

週間陽子数

  • 安定したデータ収集

  • ~22ν事象/4E16POT(~1時間)

  • (注)アクセプタンス補正無し。


Sciboone 1

ニュートリノ事象選択

n events

Preliminary

  • ビームタイミング: 2m秒(ビームスピル:1.6m秒)

  • SciBar-MRD マッチング,

    • 宇宙線BG <0.5%

ビームタイミング(2秒)

宇宙線BG

EC

SciBar

MRD

vertex

ビームからの時間(ms)

荷電カレント反応イベント割合: 96%


Sciboone 1

-- data

-- MC

-- Cosmic BG

ニュートリノ反応点分布

MRD Matched sample

X

Y

Z

-150

150

-150

0

160

150

Data/MC(X)

Data/MC(Y)

Data/MC(Z)

-150

150

-150

0

160

150

(cm)

(cm)

(cm)

MC: normalized by # of MRD matched sample


Sciboone 1

MRD Stopped sample

Pμとθμ分布

30

1

2

60

90

Data/MC(Pμ)

Data/MC(qμ)

MC予想との不一致

30

60

90

1

2

(degree)

(GeV/c)

MC: normalized by # of MRD matched sample


E rec q 2 rec

MRD Stopped sample

Eνrecと Q2rec分布

Enrec

Q2rec

1

2

3

0.5

1

Data/MC(Enrec)

Data/MC(Q2rec)

MC予想との不一致

1

2

3

0.5

1

(GeV)

(GeV/c)2

MC: normalized by # of MRD matched sample


Data mc

DataとMC不一致

MC for true En

(Data - MC) / sigma

pm

Eν < 0.5

0.5 < Eν < 0.75

2

qmvs pm

0.75 < Eν < 1.0

1.0 < Eν < 1.25

1

1.25 < Eν < 1.5

1.5 < Eν < 1.75

1.75 < Eν < 2.0

2.0 < Eν < 2.25

0

30

60

90

qm

Enの違いでは説明できない。


Discrepancy in the k2k result

Discrepancy in the K2K result

  • RnQE (snon-QE/sQE)

    • 1KT measurement  ~0.6

      • Low energy neutrinos

      • Extracted from the muon angular distributions.

    • SciBar measurement  ~1.2

      • Medium-high energy neutrinos.

      • Extracted from both the number of tracks and the muon angle.

0.2


Summary and prospect

Summary and Prospect

  • SciBooNE実験は順調にデータを収集中

    • 2007年6月実験開始。これまでに

      • : 9.2E19 POT (goal: 1E20)

      • : 5.4E19 POT (goal: 1E20)

        のデータを収集。(残り~5E19 POT)

  • データ解析の真最中。

    • すでに興味深い現象が見えている?

      • T2Kに向けてニュートリノ反応の理解を進める必要あり。

      • ???K2K実験の時に残した謎も解決できるか???


Backup

BackUp


Sciboone 1

  • 中家

    • SciBooNE実験全貌、データ収集、中島解析

  • 横山

    • 平出、栗本、武居の解析


Sciboone 1

  • SciBooNE実験 1:実験の現状とニュートリノ反応の物理京大理,東工大理A,東大宇宙線研B,KEKC 中家剛,横山将志,平出克樹,中島康博,栗本佳典,武居秀行A,松岡広大,川向裕之,久保一,五味慎一,大谷将士,柴田利明A,宮地義之A,早戸良成B,三塚岳B,村上武C,田中真伸C2 SciBooNE実験2:ニュートリノ反応解析の現状京大理,東工大理A,東大宇宙線研B,KEKC 横山将志,平出克樹,中島康博,栗本佳典,武居秀行A,中家剛,松岡広大,川向裕之,久保一,五味慎一,大谷将士,柴田利明A,宮地義之A,早戸良成B,三塚岳B,村上武C,田中真伸C


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