論文講読会 Precision Measurement of Neutrino Oscillation Parameters with KamLAND

1. 論文講読会Precision Measurement of Neutrino Oscillation Parameters with KamLAND 担当　中野浩至

2. この論文の概要 を見ることでニュートリノ振動に関するパラメータを測定 と の精密な測定 2002年３月から2007年５月までのデータ 1609　イベントを観測 ニュートリノ振動のグラフ 横軸 L/E、縦 　 のままである確率 ニュートリノのエネルギーと イベント数

3. KamLAND概要 Kamioka Liquid-scintillator Anti-Neutrino Detector を検出 1000トンの液体シンチレータで 80% dodecane 20% pseudocumene 1.36±0.03ｇ/ℓ of PPO(発光物質) 半径6.5mのバルーン（厚さ135μm） 光電子増倍管 1879個 直径50cm ステンレスタンク 直径１８m 554個 Kamiokandeの再利用 1325個 東北大が開発 外側の3.2キロトンの純水と検出器は ニュートリノ以外の粒子に対する壁、 μ粒子によるバックグラウンドを判断し除去、 の目的に用いる

4. ニュートリノ観測原理 逆ベータ崩壊を用いる 938.27[MeV] 0.51+939.57=940.08[MeV] Threshold 1.8[MeV] Positronはすぐに対消滅。( prompt event ) 0.511×2MeV+運動エネルギー 207.5±2.8μs シンチレータ中の電子 その後neutronがprotonに捕獲される。 結合エネルギー2.2MeV シンチレータ中の陽子 遅延同時計数によってバックグラウンドをカット

5. ニュートリノ観測原理 KamLAND は55の原子力発電所に囲まれている。 約180kmの等距離　→180kmの位置に線源が1基あるのと同等 電力会社から運転のデータをもらう →出るニュートリノ量がわかる →イベント量が見積もれる（その他の要因も考慮） →測定値と比較 →ニュートリノ振動の観測 Accidental 大気ニュートリノ 地球ニュートリノ 地下の放射性物質 　など ※この地図は2002年の 　古い地図です

6. Off-axis calibration ( vertexの校正 ) 今までは「z-axis」だったが、「off-axis （4πともいう）」calibrationを導入 線源をつり下げてカメラの校正 棒に線源をつけてつり下げる Z軸方向しか校正できなかった Z軸以外も校正可能になった！ fiducial volume 5.5 m → 6 m カメラの映像→ Vertex 再構成解像度 Energy 解像度

7. どのような信号を選択するか prompt event 0.511×2MeV+運動エネルギー delayed event pの電子捕獲E の電子捕獲E 時間差、位置差

8. Backgroundの見積もりと除去 この反応を、 を調べることで見積もった Probability Density Functionを使用 Outer detectorでμを観測したら信号をカット 　→ 2s veto, 2ms full-volume veto 地球内部の からのニュートリノ　→　69.4 events や

9. ニュートリノ振動がないと仮定 2179±89　イベント 実際の観測 1609　イベント バックグラウンド 276.1±23.5 と geonutrino エネルギー分布が得られ、 線源の距離は180kmなので、 横軸 L/E のグラフがかける。

10. 今回の実験によって得られた値（色付き） 太陽ニュートリノのデータによる値 ２つを合わせた結果