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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 --. - PowerPoint PPT Presentation
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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
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 1
2008 年 3 月 26 日@近畿大学日本物理学会第 63 回年次大会
2
Unexplored Areas of Neutrino Physics
-- ニュートリノ・原子核反応 --
MINOS, NuMIK2K, NOvAMiniBooNE, T2K, SciBooNE
Super-K atmospheric n
DIS
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
1p
反ニュートリノはより実験データが少ない。
SciBooNE の物理解析テーマ【日本の博士院生】
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
3
CDHS
CDHS
MiniBooNE only
MB+SciBooNE(+5% sys. err)
MB+SciBooNE
4
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
Decay region
50 mMiniBooNE Detector
SciBarMiniBooNE beamline
100 m 440 m
1 2
En (GeV)
T2K
K2K
SciBooNE
Flux (
norm
aliz
ed b
y a
rea)
FNAL E954
SciBooNE 測定器ミューオン飛程測定器(MRD)
電磁カロリメータ (EC)
SciBar
n beam
• 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
2008 APS Calendar
• 目標陽子数 : 2E20 POT (Protons-On-Target)• これまで : 1. 46E20• : 9.2E19 (goal: 1E20)• : 5.4E19 (goal: 1E20)
2007 年 6 月からデータ収集開始。継続中。
Su
mm
er
shu
tdow
n
モード モード
2007 年 6 月
データ収集中
2008 年 3 月
n モードのデータ収集状況。
8
総陽子数
週間陽子数
ニュートリノ反応率
安定したデータ収集• ~ 22 ν 事象 /4E16POT(~1 時間 )
(注)アクセプタンス補正無し。
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%
SciBar MRDEC
vertex
ビームタイミング (2 秒 )
Preliminary
荷電カレント反応イベント割合 : 96%
ニュートリノ事象選択
n events
宇宙線 BG
ビームからの時間( ms )
10
ニュートリノ反応点分布 -- data-- MC-- Cosmic BG
X Y Z
MRD Matched sample
MC: normalized by # of MRD matched sample
Data/MC(X) Data/MC(Y) Data/MC(Z)
(cm) (cm) (cm)150-150 150-150 1600
150-150 150-150 1600
11
Pμ と θμ 分布MRD Stopped sample
MC: normalized by # of MRD matched sample
0 1 2
0 1 2
(GeV/c)
0 60 9030
0 60 9030(degree)
Pμ qμ
Data/MC(Pμ) Data/MC(qμ)
MC 予想との不一致
12
Eνrec と Q2rec 分布MRD Stopped sample
MC: normalized by # of MRD matched sample
0 1 2(GeV)
3
0 1 2 3
Enrec Q2
rec
Data/MC(Enrec) Data/MC(Q2
rec)
0 0.5 1
0 0.5 1(GeV/c)2
MC 予想との不一致
Data と MC 不一致(Data - MC) / sigma MC for true En
Eν < 0.5 0.5 < Eν < 0.75
0.75 < Eν < 1.0 1.0 < Eν < 1.25
1.25 < Eν < 1.5 1.5 < Eν < 1.75
1.75 < Eν < 2.0 2.0 < Eν < 2.25
qm
pm
qm vs pm
0 30 60 90
1
2
En の違いでは説明できない。
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.14
Discrepancy in the K2K result
0.2
Summary and ProspectSciBooNE 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???
15
BackUp
16
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
17
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 C
2 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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