badanie oscylacji neutrin w eksperymencie t2k
Download
Skip this Video
Download Presentation
Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 31

Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K - PowerPoint PPT Presentation


  • 84 Views
  • Uploaded on

Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K. Krzysztof M. Graczyk Instytut Fizyki Teoretycznej Uniwersytet Wrocławski. Neutrinowy eksperyment tzw. długiej bazy - drugiej generacji. 12 Countries Canada, France, Germany, Italy , Japan , Korea, Poland, Russia, Spain, Switzerland, UK, USA

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K' - zachary-calhoun


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.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
badanie oscylacji neutrin w eksperymencie t2k

Badanie oscylacji neutrin w eksperymencie T2K

Krzysztof M. Graczyk

Instytut Fizyki Teoretycznej

Uniwersytet Wrocławski

neutrinowy eksperyment tzw d ugiej bazy drugiej generacji
Neutrinowy eksperyment tzw. długiej bazy - drugiej generacji

12 Countries

Canada, France, Germany, Italy, Japan,Korea, Poland, Russia, Spain,Switzerland, UK, USA

60 Institutes, 300 Ph.D. members

polska grupa w t2k
Polska Grupa w T2K

PL we Współpracy T2K

Instytut Fizyki Jądrowej – Kraków (3)

Instytut Problemów Jądrowych – Warszawa (5)

Politechnika Warszawska (7)

Uniwersytet Śląski (2)

Uniwersytet Warszawski (2)

Uniwersytet Wrocławski (3)

razem 22 osoby

77 lat od hipotezy w pauliego dlaczego bada neutrina

C. Walter, NuInt07

10-3 eV2

10-5 eV2

77 lat od hipotezy W. Pauliego -Dlaczego badać neutrina?
  • Fizyka poza granicami modelu Standardowego!!!
  • Jakie są masy neutrin?
  • Jaka jest hierarchia mas?
  • Czy symetria CP jest łamana w sektorze leptonowym?
  • Dlaczego macierze mieszania kwarkowa i leptonowa są różne?

lub

odwrotna

oscylacje neutrin

Atmosferyczne

Słoneczne

Macierz Maki-Nakagawa-Sakata (MNS)

Oscylacje neutrin

Mieszanina trzech stanów masowych z różnymi fazami

oscylacje neutrin1

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
jak wygl daj dotychczasowe parametry oscylacji

KamLand,

oraz neutrina słoneczne

Super-Kamiokande, K2K, MINOS).

CHOOZ

Jak wyglądają dotychczasowe parametry oscylacji

T2K - badamy dwa kąty mieszania

Łamanie CP tylko w pomiarze produktów oscylacji

cele t2k
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
slide10

T2K

C. Juszczak, J.T. Nowak, J.T. Sobczyk,

Nucl.Phys.Proc.Suppl.159:211-216,2006

Rozpraszanie na swobodnym nukleonie

  • Oddziaływania typu:
  • QE
  • Produkcja pojedynczych
  • pionów SPP
    • Rezonansowe
    • Nierezonansowe
    • Koherentne
  • nieelastyczne

W T2K mamy do czynienia

z mieszanką oddziaływań

QE, RES oraz niewielki wkład DIS

  • Efekty jądrowe wpływają znacząco na
  • kinematykę
  • przekroje czynne
  • liczbę stanów końcowych
jak b dzie oddzia ywa neutrino w t2k

Nukleon

Foton, bozon Z lub W

p

N

Jak będzie oddziaływać neutrino w T2K

Oddziaływanie ChargedCurrent

Wkład aksjalny!!!

Oddziaływanie Neutral Current

Różne teoretyczne opisy oddziaływania neutrina z jądrem

slide12

295 km

ND 280m

W przyszłości

ND 2km

Off-Axis

SK

JHF

j parc facility
J-PARC Facility

500 m

Neutrino to Kamiokande

3 GeV Synchrotron

(25 Hz, 1MW)

50 GeV Synchrotron

(0.75 MW)

Hadron Beam Facility

Materials and Life Science

Experimental Facility

Nuclear Transmutation

Linac

(350m)

J-PARC = Japan Proton Accelerator Research Complex

K. Nishikawa, Korea

slide14

From Linac

to 3 GeV

From 3 GeV to

Materials and Life

3 GeV

Extraction Point

Middle of

Linac Tunnel

Neutrino

Tunnel

50 GeV Tunnel

Upstream of

Linac Tunnel

JPARC

Tunnel

Tour

produkcja neutrin w jhf
Produkcja neutrin w JHF
  • 30 GeV Synchrotron Protonowy
  • Dla 50 GeV: 3.3x1014 ppp
    • Repetition rate: 0.292 Hz
    • Moc: 0.77 MW, 1021 POT (jeden rok) – 130 dni operacyjnych
  • Komora rozpadu pionów: 130 m
konfiguracja off axis
Konfiguracja Off-Axis

Wybrano OA 2.5o

ND280

spektrum energetyczne wi zki w sk
Spektrum energetyczne wiązki w SK

Off-axis: OA2

W maksimum spektrum: ne/nm rzędu 0.2 %

nm

ne

Rozpady z Kaonów

daleki detektor sk
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.
slide19

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.

pomiar deficytu n m
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

K2K

M. H. Ahn, Phys.Rev. D74 (2006) 072003

Rekonstrukcja energii na

podstawie zdarzeń QE

przewidywania dla t2k
Przewidywania dla T2K

Odejmujemy tło

nd280
ND280

Pomiar i monitoring

kierunku wiązki

A. Vacheret, NuInt07

bliski detektor
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
slide25

TRACKER

ND280

  • 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.
nd280 pomiar przekroj w czynnych
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
  • Przekroje w małym Q2

Wiązka nm 1021 POT w 1-tonowym FGD.

przekroje czynne dla oddzialywan typu cc

M.O. Wascko, NuInt05

Przekroje czynne dla oddzialywan typu CC

Niższe niż się wydawało przekroje czynne!

MiniBooNE

Przeszacowane przekroje czynne w małym Q2?

przekroje czynne dla oddzia ywania typu nc
Przekroje czynne dla oddziaływania typu NC
  • Śladowe dane eksperymentalne
  • Opis oddziaływania typ NC
    • Jakie Form Faktory?
  • Produkcja Pojedynczych Pionów w reakcjach NC
    • Zgodność dla sektora CC nie oznacza zgodności dla sektora NC?
spp w procesach typu nc
SPP w procesach typu NC

K. M. Graczyk, NuInt07

kilka s w na koniec
Kilka słów na koniec
  • Eksperyment T2K znacząco przybliży nas do prawdy o własnościach neutrin:
    • parametry oscylacji
    • Przekroje czynne dla oddziaływań neutrin
      • Badanie struktury nukleonu
  • Rok 2009: pierwsze pomiary
slide31
Plan
  • Beam line construction started Apr. 2004
  • ND280 pit construction start Jul. 2007
  • UA1 magnet installation Apr. 2008
  • Completion of ND280 building Mar. 2009
  • Neutrino beam line commissioning Apr. 2009
  • ND280 Commissioning Oct. 2009
ad