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線源データと MC の 解析

線源データと MC の 解析. 2013/9/7 DCJ Meeting 首都大学東京　修士一年 清水沙也 香. 目的. 新しい 線源 データ と MC の Quality check - ZAXIS 137 Cs, 60 Co, 68 Ge, 252 Cf - 線源の再構成位置に問題 のあった ラン 2 . DC2ndPub （ LTv7 ）と新しいデータ（ LTv8 ）の 比較

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線源データと MC の 解析

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Presentation Transcript

  1. 線源データとMCの解析 2013/9/7 DCJ Meeting 首都大学東京　修士一年 清水沙也香

  2. 目的 • 新しい線源データとMCのQuality check - ZAXIS 137Cs, 60Co, 68Ge, 252Cf- 線源の再構成位置に問題のあったラン 2. DC2ndPub（LTv7）と新しいデータ（LTv8）の比較 - 1 MeVあたりの観測光電子数 - エネルギーの非線形性- エネルギーのZ軸上位置依存性 - エネルギーの非線形性による系統誤差の見積もり

  3. トリガーレート 2nd Pub 3rdPubで68Geにおかしなトリガーレート →データベースの不備として報告 137Csのばらつきについては依然不明 DCZAXIS GE68 DCZAXIS CS137(z = 1437～2837) 3rd Pub

  4. 137Cs 使用したラン24457 0.66MeV(β-) ZAXIS Z = 12mm Background: 最も近い番号のPhysicsRun Fit : Andi’s Function(H捕獲) 2nd Pub 3rd Pub EvisID EvisID

  5. 60Co 使用したラン24538 2.50MeV(β-) ZAXIS Z = 12mm Background: 最も近い番号のPhysicsRun Fit : Andi’s Function(H捕獲) 2nd Pub 3rd Pub EvisID EvisID

  6. 68Ge 使用したラン23922 1.022MeV(e+e-) ZAXIS Z = 12mm Background: 最も近い番号のPhysicsRun Fit : Double GaussianでFitし、 エネルギーが大きなMeanを使用 2nd Pub 3rd Pub EvisID EvisID

  7. 252Cf選別,Fitting • Prompt Signal • 前の信号と1.5ms以上の間隔 • & 5MeV< EvisID <30MeV • Delayed Signal • Prompt Signalより1ms以内 • & 0.5MeV< EvisID <15MeV • Muon Veto Charge ID > 10000DUQor EvisID0 > 30MeV -> Veto 1ms • Light Noise Cut Qratio>0.1 , RMSTstart>40ns or EvisID <0.5MeV Fit H捕獲 : Andi’s Function • Gd捕獲 : Andi’sFuntion

  8. 252Cf 使用したラン23981 2.223MeV(H捕獲) 7.937MeV(Gd捕獲) ZAXIS Z = 12mm Background: 最も近い番号のPhysicsRun Fit : Andi’s Function 2nd Pub 3rd Pub

  9. 再構成位置に問題のあったラン23922 キャリブレーションリストによるとZAXIS GE68(0,0,12) → データのピークは約-300mm※23923(0,0,-308) 2nd Pub 3rd Pub キャリブレーションデータベースの位置情報の不備として報告

  10. 1MeVあたりの観測光電子数 252Cfの水素捕獲事象のピーク(2MeV)から光量をエネルギーに変換するための係数を求めている ▶Standard candle : run 23981 2nd Pub 3rd Pub MC : 184.9 PE/MeV DATA : 184.9 PE/MeV MC : 228.2 PE/MeV DATA : 229.8PE/MeV 2nd Pubでの変換係数(Official)  MC : 227.7 PE/MeV DATA : 229.9 PE/MeV 3rd Pubでの変換係数(Official)  MC : 185.3 PE/MeV DATA : 185.1 PE/MeV 実際に使用されているものと同じ値が得られた

  11. エネルギーの非線形性 フィッティングの結果からデータとMCのピークのずれを比較 ▶ DC-doc-3920-v1 C.Aberle,B.Reinhold ▶ DC-doc-4926-v3 C.Aberle,B.Reinhold,... 2nd Pub 3rd Pub Ge Cf(Gd) Co Ge Co Cs Cf(Gd) Cf(H) Cs Cf(H) • これまでに行われた解析結果をおおむね再現 • 3rdPubについて非線形性が大きく変わっている

  12. エネルギーのZ軸上位置依存性 2nd Pub 3rd Pub 1st Calibration campaign • 3rd Pubでは線源によるばらつきが大きくなっており、傾向も異なる • Z軸上の依存性はあまり見られない 2ndCalibration campaign

  13. エネルギー非線形性による系統誤差の見積もりエネルギー非線形性による系統誤差の見積もり • 137Cs,60Co,68Ge,252Cf(H),252Cf(Gd)の検出器中心でのDIFを比較、RMSを系統誤差とする • エネルギー再構成には熱中性子のH捕獲(2.2MeV)が用いられている • 低エネルギーでは系統誤差はないものとみなし、高エネルギーのピーク(8MeV)でのDIFの平均から系統誤差を求める 系統誤差の見積もりには以下の値を用いた 2で使用するデータ 1で使用するデータ 1. 検出器中心の線源データを用いた手法 2. 熱中性子のGd捕獲事象を用いた手法

  14. 検出器中心の線源データを用いた系統誤差の見積もり検出器中心の線源データを用いた系統誤差の見積もり 137Cs,60Co,68Ge,252Cf(H),252Cf(Gd)の検出器中心のデータのエネルギースペクトルのばらつきを比較、5点のRMSを系統誤差とする 2ndPub : σ = 0.62% 3rdPub : σ = 1.42% Double Chooz Official : 2nd Pub Co Cs Ge Cf(H) Cf(Gd) • 2nd Pubの値は公式よりやや小さい結果となった • 3rd Pubのほうが系統誤差が大きく見積もられる

  15. 熱中性子のGd捕獲事象を用いた系統誤差の見積もり熱中性子のGd捕獲事象を用いた系統誤差の見積もり 252Cf(Gd)におけるDIFのZ依存性 • 2ndPubの評価で用いられた手法 低エネルギーでの誤差はないものとし、252CfのGd捕獲ピーク(8MeV)でのずれの平均から非線形性の系統誤差を求める DIFのエネルギー依存性 Ge ―2ndPub ―3rd Pub 2nd Pub : σ=0.95% 3rd Pub: σ=1.41% Co Cs 注) Double Chooz Official 2nd Pub : σnon-linearity = 0.85% Cf(Gd) Co Cs Ge Cf(H) Cf(Gd) 問題点 Cf(H) 3rd Pub におけるDIFのエネルギー依存性 3rd Pubのデータでは低エネルギーでのずれが大きく無視できない

  16. 熱中性子のGd捕獲事象を用いた系統誤差の見積もり熱中性子のGd捕獲事象を用いた系統誤差の見積もり 値が一番大きい68Geのピーク(1.1MeV)と252CfのGd捕獲ピーク(8MeV)のズレをもとに非線形性の系統誤差を求める 68Ge 252Cf(Gd) 2nd Pubと比較すると系統誤差が大きく見積もられる 2nd Pub : σ=0.99% 3rd Pub: σ=2.28%

  17. 系統誤差の改善 データとMCの差分を一次関数で補正 補正前 補正後 適切な関数で補正することで統計誤差を抑えることが期待できる 方法1による見積もり:σ = 1.42%→σ = 0.84%方法2による見積もり : σ = 2.28%→σ = 1.16%

  18. まとめ • DC3rdPubの線源データを解析した • データベースに問題があると疑われるランを発見 • - 光電子数からエネルギーへの変換係数 - エネルギーの非線形性 - Z軸上の位置依存性に関して、エネルギー再構成グループの結果を再現 • エネルギーの非線形性による系統誤差の見積もりを行った • 今後、系統誤差を減らす為チューニングした新しいMCが作られる予定

  19. Backup

  20. Run Length 2nd Pub 3rd Pub

  21. トリガーレート ▶2nd Calibration Campain : 137Cs

  22. Andi’s Functionを用いたFitの失敗例

  23. エネルギーのZ軸上位置依存性 ▶ DC-doc-4926-v3 C.Aberle,B.Reinhold,... 1stCalib 2ndCalib

  24. 再構成位置の比較 2nd Pub Data - True MC - True 60Co(Z = 1132) • 3rd Pubではデータが負の方向に、MCが正の方向に再構成されやすい傾向が見られる 3rd Pub Data - True MC - True 60Co(Z = 1132) 下方向にシフト 上方向にシフト

  25. エネルギー分解能と予測される光電子数 分解能は観測される光電子数に依存するため、各ピークのエネルギーとσから1MeVあたりの光電子数を見積もることができる 2nd Pub 3rd Pub   MC : 132.9 PE/MeV DATA : 130.8 PE/MeV MC : 167.7 PE/MeV DATA : 144.2 PE/MeV 2nd Pubでの変換係数  MC : 227.7 PE/MeV DATA : 229.9 PE/MeV 3rd Pubでの変換係数  MC : 185.3 PE/MeV DATA : 185.1 PE/MeV • DATAとMCの分解能の違いはDC3rdPubで改善された • 見積もられた変換係数との違いは、分解能が観測光電子数の統計的ゆらぎ以外の効果で悪くなったためと考えられる

  26. ▶Ge68 ZAXIS Z=0 45133 補正前 補正後 ▶Cf252 ZAXIS Z=0 45042

  27. ▶Cs137 ZAXIS Z=0 45537 ▶Co60 ZAXIS Z=0 45466

  28. 1st Calibration Campaign 方法1による見積もり:σ = 1.42%→σ = 0.82%方法2による見積もり : σ = 2.28%→σ = 1.25%

  29.  今後の課題 • 位置再構成バイアスがDC2ndPubとDC3rdPubで変わっている疑いがあるので評価する • Guide tube線源データの解析を行う • エネルギー非線形性が変わった原因を検証する

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