Super-Kamiokande –I および II における
大気ニュートリノ L/E 振動解析
樋口 格東京大学宇宙線研究所
他 Super-Kamiokande Collaboration
Contents
• Motivation
• イベントサンプル• SK-I,II での結果• SK-I,II combined analysis result
• Summary
Motivation
-like sub-GeV
< 400 MeV
-like sub-GeV> 400 MeV
-like multi-GeV+ PC
-like sub-GeVmulti-ring
-like multi-GeV
multi-ring
Oscillation
Decay
Decoherence
天頂角分布
SK-I
Motivation
E
Path length
L
Neutrino energy
Neutrino oscillation :
P = 1 – sin22sin2(1.27 )
m2LE
P = (cos2sin2x exp(– ))2m2 Neutrino decay
:
LE
Neutrino decoherence :
P = 1 – sin22 x (1 – exp(–))
21 L
ESK-I,II の結果から neutrino decay, decoherence は否定されているが、併せる事でより否定できる。
L/E 解析におけるイベントサンプル
I. OD stoppingII. OD through going
FC
PC
I. Single-ring , μ-likeII. Multi-ring , μ-like
Fully Contained (E ~1GeV)
Partially Contained (E ~10GeV)
1.5m from top & bottom
1m from barrel
22.5kt
→26.4kt
• データセット SK-I : 1489 days data,
100yr MC
SK-II: 627 days data,
60yr MC
Event summary of L/E analysis
1619 2105.6 (98.3%)
502 813.0 (94.2%)
114 137.0 (95.4%)
491 670.1 (99.2%)
single-ring
multi-ring
stopping
through-going
FC
PC
Data MC CC
2726 3725.7Total
686 876.6 (98.6%)
222 329.4 (93.6%)
51 48.5 (94.4%)
162 269.7 (99.2%)
Data MC CC
1121 1524.2
SK-I 1489 days SK-II 627 days
大気ニュートリノ L/E 振動解析
Best fit expectation w/ systematic errors
Preliminary
Best fit expectation w/ systematic errors
m2=2.4x10-3,sin22=1.00
2min=37.8/40 d.o.f
(sin22=1.02, 2min=37.7/40 d.o.f)
m2=2.6x10-3,sin22=1.00
2min=54.8/40 d.o.f
(sin22=1.02, 2min=54.7/40 d.o.f)
Best fit result
SK-I SK-II
Constraint to neutrino oscillation parameters
1.9x10-3 < m2 < 3.0x10-3 eV2
0.90 < sin22 at 90% C.L.
Preliminary
1.8x10-3 < m2 < 4.0x10-3 eV2
0.83 < sin22 at 90% C.L.
SK-I SK-II
Combined analysis• データセット SK-I : 1489 days data, 100yr MC
SK-II: 627 days data, 60yr MC
L/E binning : 43 × 2 bin
• Systematic error が SK-I,II でそれぞれ違うので別々に取り扱い、振動パラメータを共通にして振動解析を行う。
SK I+II Combined analysis results
best fit result
m2=2.4x10-3,sin22=1.00
2min=93.8/83 d.o.f
(sin22=1.01, 2min=92.8/83 d.o.f)
2.1x10-3 < m2 < 2.8x10-3 eV2
0.93 < sin22 at 90% C.L.
Constraint to neutrino oscillation parameters
SK-I+II combined distribution
Summary table
χ2/dof sin22θ Δm2 90% C.L.
SK-I 38.6/40 1.00 2.3x10-3 0.90 < sin221.9x10-3 <m2< 2.9x10-3
Unphysical 38.6/40 1.01 2.3x10-3
SK-II 54.8/40 1.00 2.6x10-3 0.84 < sin221.8x10-3 <m2< 4.0x10-3
Unphysical 54.7/40 1.02 2.6x10-3
SK-I+II 93.8/83 1.00 2.4x10-3 0.93 < sin222.1x10-3 <m2< 2.8x10-3
Unphysical 92.8/83 1.01 2.4x10-3
Oscillation
Decay
Decoherence
2 = 2decay - 2
osc
=19.5(4.4σ)
2 = 2decoherence - 2
osc
=23.3(4.8 σ)
Decay
Decoherence
SK-I+II 大気ニュートリノ L/E 振動解析結果
• Assuming νμ⇔ντ
χ2min = 93.8/83 d.o.f
at(sin22θ,Δm2)=(1.00,2.4×10-3eV2 ) allowed region@90% C.L.
0.93<sin22θ
2.1×10-3eV2 <Δm2 < 2.8×10-3eV2
• neutrino decay, decoherence を否定。 (4σ ~ )• 天頂角分布解析とも一致している。