中距離原子炉実験による 軽いステライルニュートリノの探索
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中距離原子炉実験による 軽いステライルニュートリノの探索. M1 清水沙也香. ステライルニュートリノの探索. ステライルニュートリノとは一部のGUTに登場し、重力のみと相互作用する 第四のニュートリノ 軽いステライルニュートリノ(~1eV)は LSND 実験の結果を解釈するために 用いられた MiniBooNE実験はステライルニュートリノの存在は確認できないと発表したが、 宇宙論や低エネルギー太陽データの異常からも存在が示唆されており、 いくつかのステライルニュートリノ探索実験がproposalされている - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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中距離原子炉実験による軽いステライルニュートリノの探索M1 清水沙也香
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ステライルニュートリノの探索• ステライルニュートリノとは一部の GUT に登場し、重力のみと相互作用する第四のニュートリノ• 軽いステライルニュートリノ (~1eV) は LSND実験の結果を解釈するために用いられた• MiniBooNE 実験はステライルニュートリノの存在は確認できないと発表したが、宇宙論や低エネルギー太陽データの異常からも存在が示唆されており、いくつかのステライルニュートリノ探索実験が proposal されている• 原子炉実験 (Double Chooz, Daya Bay, RENO) の結果から軽いステライルニュートリノの存在の可能性を示すことができるかもしれない
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三世代の振動を考慮した解析• θ12 の影響が現れないよう短いベースラインを設定すると、反電子ニュートリノの生存確立は
• 原子炉ニュートリノの検出にはIBD(inverse beta decay) 過程を用いる
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E~ 数MeV
L~1km
MINOS 実験の測定結果よりΔm132=2.32×10-3
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Double Chooz
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livetime 227.93daysneutrino
candidate 8249
detector volume 10.3m3
distance 1050mno oscillation
expected 8937
sin22θ13 = 0.115+/-0.037
sin22θ13 = 0.109+/-0.055 at 2.9σ C.L.
Official
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Daya Bay
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livetime 55daysneutrino
candidate 10416(80,376)
no oscillation expected 10416/0.940
sin22θ13 = 0.091+/-0.014
Officialsin22θ13 = 0.092+/-0.021 at 5.2σ C.L.
near : EH1(AD×2), EH2(AD×1)far : EH3(AD×3)
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RENO
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Officialsin22θ13 = 0.113+/-0.032 at 4.9σ C.L.
livetime 229daysneutrino
candidate 17102
no oscillation expected 17102/0.920
distance : far(near) 1383m(294m)
sin22θ13 = 0.110+/-0.024
two detector(near and far)
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各実験グループと本解析の結果
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Δχ2 = χ2-χ2min
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四世代の振動を考慮した解析• 単純に標準理論にステライルニュートリノを追加した
(3+1)light モデルを考える• L~1km,E~ 数 MeV とし、 Δm212 は無視する• 反電子ニュートリノの生存確率は
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Δm422=Δm412-Δm212
Δm432=Δm412-Δm312
( )
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四世代の振動を考慮した解析
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✦ 3ν Framework ✦ Large Δm241
✦ Bestfit (3+1)light for DChooz
✦ Bestfit (3+1)light for combined
ニュートリノの生存確率 vs L/E[m/MeV]
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Double Chooz
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• (3+1)light モデルを考慮することで Fit の精度が向上• 特に L/E=210–233(m/MeV) に対応する 3.7-4.2MeV の領域で良く一致
sin22θ13=0.036, sin22θ14=0.129, Δm241=0.027eV2
in (3+1)light Model
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in (3+1)light ModelDouble Chooz
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Conbined
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in (3+1)light Model
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Conclusion• 軽いステライルニュートリノは LSND 実験の結果を解釈するために用いられたが、宇宙論や低エネルギー太陽データの異常によっても存在が示唆されている• 原子炉実験の結果に軽いステライルニュートリノを含む :(3+1)light モデルがどのような影響を与えるか調査した• Double Chooz, Daya Bay, RENO の結果から
best fit : sin22θ13=0.074, sin22θ14=0.059, Δm241=0.027eV2 を得た• Daya Bay, RENO は統計量の増加により、ステライルニュートリノのパラメータをより確かにすることが期待される• Double Chooz は前置検出器が完成することにより、
Eprompt3~4MeV の特異な点ついてよりはっきりさせることが期待される
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