modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem
DESCRIPTION
Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem. Krzysztof M. Graczyk IFT, Uniwersytet Wrocławski. M. H. Ahn, et al., Phys. Rev. D74, 072003 (2006). Bardzo małe przekroje czynne Brak ładunku elektrycznego Detektory o dużej masie - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/1.jpg)
Modelowanie oddziaływania Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w neutrin z materią w
konfrontacji z konfrontacji z eksperymentemeksperymentem
Krzysztof M. GraczykKrzysztof M. GraczykIFT, IFT, Uniwersytet WrocławskiUniwersytet Wrocławski
![Page 2: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/2.jpg)
Bardzo małe przekroje Bardzo małe przekroje czynneczynneBrak ładunku elektrycznegoBrak ładunku elektrycznego
Detektory o dużej masieDetektory o dużej masieK2K K2K (O), ICARUS, T2K (Ar), (O), ICARUS, T2K (Ar), Minos (Fe), OPERA (Pb) Minos (Fe), OPERA (Pb)
Słaba znajomość wiązki Słaba znajomość wiązki neutrinneutrin
Neutrina akceleratorowe: K2K, Neutrina akceleratorowe: K2K, T2K, CNGS, MINOS.T2K, CNGS, MINOS.
Niepewności od 10 do 20% Niepewności od 10 do 20%
2 główne cele: •oscylacje neutrin•wewnętrzna struktura nukleonu
M. H. Ahn, et al., Phys. Rev. D74, 072003 (2006)
oddziaływanie: neutrino-jądrooddziaływanie: neutrino-jądro
![Page 3: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/3.jpg)
Jak oddziałuje neutrino np. w K2KJak oddziałuje neutrino np. w K2K
0'
16
bozonuwymina : ''
bozonuwymina :
ZXA
WXAO
ii
xi
ix
Oddziaływanie Charged Current
Oddziaływanie Neutral Current
............
...
nnN
pp
Xi
i
Jak modelować???
![Page 4: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/4.jpg)
Jak modelować?Jak modelować?
Neutrino o energiach kilka GeVNeutrino o energiach kilka GeV Impulse ApproximationImpulse Approximation: neutrino oddziałuje : neutrino oddziałuje
jednocześnie tylko z jednym nukleonemjednocześnie tylko z jednym nukleonem Wyjątek: Koherentna produkcja pionówWyjątek: Koherentna produkcja pionów
Opis oddziaływania:Opis oddziaływania: rozpraszanie neutrina na swobodnym rozpraszanie neutrina na swobodnym
nukleonienukleonie Nałożenie efektów jądrowych: różne podejścia Nałożenie efektów jądrowych: różne podejścia
i metody, bardziej lub mniej wyrafinowane.i metody, bardziej lub mniej wyrafinowane.
![Page 5: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/5.jpg)
Rozpraszanie typu CCRozpraszanie typu CC
ROZPRASZANIE:•Kwazielastyczne QE:•Nieelastyczne: pn
Rezonanse Tło nierezonansowe
•SPP: produkcja pojedynczych pionów• DIS: rozpraszanie nieelastyczne
...1...21' NN
Formalizm DIS
Hadronizacja stany wielocząstkowe
![Page 6: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/6.jpg)
C. Juszczak, J.T. Nowak, J.T. Sobczyk,
Nucl.Phys.Proc.Suppl.159:211-216,2006 K2K
K2K: E = (0.3, 5) GeV zmaksimu w 1.2 GeV
M. H. Ahn, et al., Phys. Rev. D74, 072003 (2006)
W K2K zawsze mamy do czynienia
z mieszanką oddziaływań QE, RES oraz DIS
okraszonych efektami jądrowymi
![Page 7: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/7.jpg)
Jak najogólniej zapisać przekrój Jak najogólniej zapisać przekrój czynnyczynny
AVJ had 2had
lepJjd
OPIS PRĄDOWY: QE, REZ
Form FaktoryHipoteza CVC
Rozpraszanie: ep, en
Hipoteza PCAC
Używać opisu, który opiera się o dokładny opis elektroprodukcji
![Page 8: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/8.jpg)
)()(2
)()()( 25
5222
21
qFqqG
MqiqFqFq pA
)()()()( puqqpuqJ NPhad
Przypadek rozpraszania na swobodnym nukleonie
Rozpraszanie kwazielastyczneRozpraszanie kwazielastyczne
Elektroprodukcja: (hipoteza CVC)
![Page 9: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/9.jpg)
Form faktory elektromagnetyczneForm faktory elektromagnetyczne
NM
PM
NE
PE
NM
PM
NE
PE
GGGGGF
GGMq
GGGF
2
2
2
1 4
1
2
2
41
Mq
G
22
2
2
2
2
2
2
GeV 71.0
1
1
V
VN
NM
VN
NE
M
Mq
G
Mq
eG
Postać Dipolowa
Dopasowanie BBA2003:H. Budd, A. Bodek, J. Arrington, hep-ex/0308005, NUINT02
![Page 10: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/10.jpg)
Form Faktory AksjalneForm Faktory Aksjalne
222
2
/1)(
A
AA
MqgqG
0035.02670.1/)0( VAA ggGRozpad beta
AP Gqm
MF 22
22
Hipoteza PCAC
![Page 11: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/11.jpg)
pn
Uwzględnienieefektów jądrowych (Jak??)Pomiar
Jak oddziałujęNeutrino ze swobodnym
Nukleonem?? ?
![Page 12: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/12.jpg)
Efekty jądroweEfekty jądroweRelatywistyczny gaz FermiegoRelatywistyczny gaz Fermiego
Zakaz PauliegoZakaz Pauliego Ruch FermiegoRuch Fermiego Energia wiązaniaEnergia wiązania Lokalny profil gęstościLokalny profil gęstości
Korelacje krótko i długo Korelacje krótko i długo zasięgowezasięgowe
Funkcja spektralnaFunkcja spektralna Przybliżenie RPAPrzybliżenie RPA
FSI: oddziaływanie produktów FSI: oddziaływanie produktów rozpraszania z jądremrozpraszania z jądrem
Zakaz Pauliego
K. M. Graczyk, J. T. Sobczyk, Eur. Phys. J. C. 31, 177 (2003),
![Page 13: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/13.jpg)
Bliski detektor K2K
Wyznaczenie Masy aksjalnej QE w K2K – Wyznaczenie Masy aksjalnej QE w K2K – pomiary rozpraszania neutrino-tlenpomiary rozpraszania neutrino-tlen
R. GranR. Gran et al.et al.,, Phys.Rev.D74:052002,2006Phys.Rev.D74:052002,2006..
![Page 14: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/14.jpg)
Jak wybrano zdarzenia QEJak wybrano zdarzenia QE
QE
Dla dwu-śladowych zdarzeń rekonstruowano pęd „protonu” jako QE jeśli zgadzało się z dokładnością do 25 stopni to zakładano że mamy zdarzenie QE
•Rozważano zdarzenia jedno i dwu śladowe.•Ślady musiały kończyć się w MRD•Dłuższe ślady identyfikowano z mionami
Założono, że neutrony w jądrze spoczywały
![Page 15: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/15.jpg)
Analiza zdarzeńAnaliza zdarzeń
EErecrec powrzucano do koszyków: 0.5-1.0, powrzucano do koszyków: 0.5-1.0, 1.5-1.5, 1.5-2.0, 2.0-2.5, 2.5-, GeV.1.5-1.5, 1.5-2.0, 2.0-2.5, 2.5-, GeV.Koszyki dla Q2 co 0.1 GeV2/c2.Koszyki dla Q2 co 0.1 GeV2/c2.
Porównanie z MC
•QE•SPP: model RS• 0: koherentna produkcja (RS)•DIS: GRV94 z poprawkami Bodka•Gaz Fermiego z energią wiązania•Kaskada
Rozkład kątowy mionów oraz rozkład pędów mionów najlepiej pasowało do symulacji bez koherentnej produkcji pionów
![Page 16: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/16.jpg)
Jak wybrać zdarzenia?Jak wybrać zdarzenia?
![Page 17: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/17.jpg)
WynikiWyniki
GeV 12.020.1 AM
W analizie nie zawarto zdarzeń z Q2<0.2 GeV2
Za dużo w małym Q2
Potrzeba dobrego opisuSPP, itd..
SPP: istotne tło w analizie
Chyba za duża: patrz całkowity przekrój wcześniejoraz szacunek A. Ankowskiego, Acta Phys.Polon.B37:377,2006.
![Page 18: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/18.jpg)
Rezonansowa produkcja Rezonansowa produkcja pojedynczych pionówpojedynczych pionów
Jak Rein i Sehgal model FKR Jak Rein i Sehgal model FKR zastosowali...zastosowali...
![Page 19: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/19.jpg)
J. T. Sobczyk, J. A. Nowak, Acta Phys.Polon.B37:19551966,2006.
QE Delta(1232)
Jak opisywać?Jak opisywać?Produkcja Delty(1232) Produkcja Delty(1232) model form faktorowy, w model form faktorowy, w oparciu o elektroprodukcjeoparciu o elektroprodukcjeNeutrinoprodukcja i Neutrinoprodukcja i elektroprodukcja: model Lee-elektroprodukcja: model Lee-Sato – uwzględnia tło Sato – uwzględnia tło nierezonansowe.nierezonansowe.Elektroprodukcja: MAID: Elektroprodukcja: MAID: grupa z Mainzgrupa z MainzPodejście zastosowane przez Podejście zastosowane przez Reina i Sehgala: model Reina i Sehgala: model kwarkowy – opisuje obszar kwarkowy – opisuje obszar rezonansowy do W < 2 GeV.rezonansowy do W < 2 GeV.
![Page 20: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/20.jpg)
FKR: Relatywistyczny kwarkowy model oscylatorowyFKR: Relatywistyczny kwarkowy model oscylatorowyw służbie neutrinomw służbie neutrinom
Fotoprodukcja: R.P. Feynman, M. Fotoprodukcja: R.P. Feynman, M. Kislinger, and F. Ravndal, Phys. Kislinger, and F. Ravndal, Phys. Rev. D Rev. D 33, 2706 (, 2706 (19711971))Elektroprodukcja: Elektroprodukcja: F. Ravndal, F. Ravndal, Phys. Rev.Phys. Rev. D D 44, 1466 (, 1466 (19711971))Neutrinoprodukcja: Neutrinoprodukcja: F. Ravndal,F. Ravndal,
Lett. Nuovo Cimento, Lett. Nuovo Cimento, 33 631 ( 631 (19721972)) Nuovo CimentoNuovo Cimento, , 18A18A 385 (385 (19731973))
D.Rein and L.M.D.Rein and L.M. Sehgal,Sehgal, AnnalsAnnals Phys. Phys. 133133 ( (19811981) 79) 79D.Rein, Z. Phys. C D.Rein, Z. Phys. C 3535 ( (19871987) 43) 43
Trzy kwarki oddziałujące harmonicznie
![Page 21: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/21.jpg)
Konstrukcja prądu oddziaływaniaKonstrukcja prądu oddziaływania
Foton, bozon Z lub W
Model FKR powinien opisywać także rozpraszanie elastyczne!!!
N
Nukleon
Barion
FKR
Rein i Sehgal
![Page 22: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/22.jpg)
Funkcja falowa barionuFunkcja falowa barionu
Dla każdego rezonansu konstruujemy funkcje falową:reprezentacja Sym(SU(2)xSU(3)xO(3))
)3(,3,
)3(,)2(,, OoscilatordNL
SUflavorQ
SUspins
QJBarion C
Musimy znać liczby kwantowe: J, s, L, N, Q
Wyliczamy elementy macierzowe prądów hadronowych:amplitudy skrętnościowe
Problemy na 3 i 4 poziomie oscylatora!!!
![Page 23: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/23.jpg)
Parametry modeluParametry modelu
Model zadany jest tylko przez Model zadany jest tylko przez trzytrzy zewnętrzne parametry:zewnętrzne parametry: Nachylenie trajektorii Regge: Nachylenie trajektorii Regge: Masy: wektorowa i aksjalnaMasy: wektorowa i aksjalna
Używa się fizycznych parametrów dla Używa się fizycznych parametrów dla rezonansówrezonansów
Stosunkowo niewielko liczba parametrów zewnętrznych!!!
![Page 24: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/24.jpg)
Kwadraty mas rezonansów w zależności od liczby wzbudzenia (N)
Parametr Parametr
05.1FKR
![Page 25: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/25.jpg)
Neutrinoprodukcja rezonansówNeutrinoprodukcja rezonansów
pn
Nn
np
Np
np
lNln
plNlp
00*
0*
0*
* CC
NC
![Page 26: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/26.jpg)
Rein i Sehgla uwzględnili 18 rezonansówRein i Sehgla uwzględnili 18 rezonansów
![Page 27: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/27.jpg)
Prąd oddziaływaniaPrąd oddziaływania
VA
had
VV
had
jWqGA
jWqGV
),(
),(2
2
Dwa rodzaje Form Faktorów
elektroprodukcja
tylko neutrinoprodukcja
![Page 28: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/28.jpg)
Granica elastyczna: część Granica elastyczna: część wektorowa (proton)wektorowa (proton)
Masa rezonansu Masa nukleonu
2/)1(
2
22
2
22
411),(
N
V Wq
MqqWG
)2/1(
2
22
2
22
411)(
N
V Mq
MqqG
Elektroprodukcja NeutrinoprodukcjaF. Ravndal, Phys. Rev. D 4, 1466 (1971) F. Ravndal, Nuovo Cimento, 18A 385 (1973)
Wkład Rezonansowy
odstępstwo odrzeczywistości
![Page 29: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/29.jpg)
Granica elastyczna część aksjalnaGranica elastyczna część aksjalna
)2/1(
2
22
2
22
411)(
N
AA M
qMqqG
Występująca w Występująca w opisie RS masa opisie RS masa aksjalna i aksjalna i wektorowa winna wektorowa winna być identyczna jak być identyczna jak w rozpraszaniu QEw rozpraszaniu QE
![Page 30: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/30.jpg)
Konfrontacja z danymi Konfrontacja z danymi na elektroprodukcjena elektroprodukcje
M.M. Osipenko Osipenko et al.et al.,, arXiv:hep-ex/0301033arXiv:hep-ex/0301033::
Detektor CLAS (Hall B) JLab.Detektor CLAS (Hall B) JLab.
![Page 31: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/31.jpg)
Funkcja F2
Xepe
Odtwarzając przekroje czynnenie uwzględniliśmy interferencji rezonansów. Bardzo wczesne rachunki
Bardzo wczesne rachunki
![Page 32: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/32.jpg)
Neutrinoprodukcja pionówNeutrinoprodukcja pionów
Wcut=1.6 GeV
pp
![Page 33: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/33.jpg)
Wcut=1.6 GeV
pn 0
nn
![Page 34: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/34.jpg)
Problemy modeluProblemy modelu
Model FKR nie opisuje wkładu elektrycznego do Model FKR nie opisuje wkładu elektrycznego do amplitudy na produkcję amplitudy na produkcję (1232) (około 1.5%).(1232) (około 1.5%).Rezonans P33(1440) (Roper) – nie do końca Rezonans P33(1440) (Roper) – nie do końca wiadomo jak opisywać.wiadomo jak opisywać.Tło nierezonansowe: brak konsystentnego Tło nierezonansowe: brak konsystentnego opisu. opisu.
![Page 35: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/35.jpg)
Nasze poprawkiNasze poprawki
Próbujemy zmienić Form FaktoryPróbujemy zmienić Form FaktoryDodaliśmy 7 rezonansów Dodaliśmy 7 rezonansów 5 poniżej 2 GeV5 poniżej 2 GeV 2 Powyżej 2 GeV2 Powyżej 2 GeV
Dodaliśmy masę leptonu do modeluDodaliśmy masę leptonu do modelu
Bardzo wczesne rachunki
![Page 36: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/36.jpg)
Poprawmy form faktory...
M.M. Osipenko Osipenko et al.et al.,, arXiv:hep-ex/0301033arXiv:hep-ex/0301033
Zamierzamy porównać się z formfaktorami na produkcje (1223) wkład J. Sobczyka
Bardzo wczesne rachunki
Bardzo wczesne rachunki
![Page 37: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/37.jpg)
Rezonanse poniżej 2 GeVZnikające wkłady (w ramach FKR)
(****) Rezonanse poniżej 2 GeV
Dodajmy pozostałe rezonanseDodajmy pozostałe rezonanse
![Page 38: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/38.jpg)
Bardzo wczesne rachunki
Bardzo wczesne rachunkiDwa kanały SPP na neutronie
![Page 39: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/39.jpg)
Bardzo wczesne rachunki
Inkluzywny przekrój czynny: elastyczności równe jedności
Dualność: K. M. Graczyk, C. Juszczak J. T Sobczyk Nucl.Phys.A781:227-246,2007
![Page 40: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/40.jpg)
SPP w MiniBooNESPP w MiniBooNE
Kalorymetr czerenkowski w MiniBooNE nie Kalorymetr czerenkowski w MiniBooNE nie pozwala na obserwacje „wyrzuconych” pozwala na obserwacje „wyrzuconych” nukleonów – pomiar zdarzeń semi-nukleonów – pomiar zdarzeń semi-inkluzywnych – nie rozróżniane są kanały inkluzywnych – nie rozróżniane są kanały ekskluzywne.ekskluzywne.Analizowano procesy na produkcję Analizowano procesy na produkcję
AA
nn
pp
Powyższe zdarzenia mogą stanowić aż 25% wszystkich rejestrowanych zdarzeńW MiniBooNE.
M.O. Wascko, Nucl.Phys.Proc.Suppl.159:50-55,2006.
![Page 41: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/41.jpg)
Przekroje czynne na SPPPrzekroje czynne na SPPObserwowane liczba zdarzeń Obserwowane liczba zdarzeń CC1CC1jest normalizowana do CCQE i jest normalizowana do CCQE i przyrównana do przekrojów czynnych przyrównana do przekrojów czynnych otrzymanych w MC – ta sama wiązka otrzymanych w MC – ta sama wiązka neutrin produkuje obydwa rodzaje neutrin produkuje obydwa rodzaje zdarzeń.zdarzeń.Ominiecie problemu zmiany wiązki Ominiecie problemu zmiany wiązki związanej z oscylacjami neutrin i związanej z oscylacjami neutrin i generalnej nieznajomości wiązki. generalnej nieznajomości wiązki.
Zakładając, że wyniki MC dla QE są bardzo bliskierzeczywistym, można otrzymać przekrój czynny CC1p+CC1p+
Prawdziwa liczba zdarzeń
Prawdziwa energia neutrin
![Page 42: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/42.jpg)
Analiza MC (NUANCE)Analiza MC (NUANCE)Surowy stosunek uzyskany w MC jest okraszanyprzez energy smearing, cut efficiency and presence ofbackground.
Skupiono się na obszarze E(0.5, 1.4) GeV
![Page 43: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/43.jpg)
SPP w MiniBooneSPP w MiniBoone
25 %
![Page 44: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/44.jpg)
Uwagi końcoweUwagi końcoweAby dokładnie opisać rozpraszanie neutrin na Aby dokładnie opisać rozpraszanie neutrin na swobodnych nukleonach musimy dobrze zrozumieć swobodnych nukleonach musimy dobrze zrozumieć oddziaływanie neutrin z jądrami.oddziaływanie neutrin z jądrami.Istnieje potrzeba udoskonalania teoretycznych modeli Istnieje potrzeba udoskonalania teoretycznych modeli opisujących produkcje pojedynczych pionów: opisujących produkcje pojedynczych pionów:
Poprawienie opisu RS (K.G + J. S.)Poprawienie opisu RS (K.G + J. S.)
Doskonalszy opis efektów jądrowychDoskonalszy opis efektów jądrowych Koherentna produkcja pionów (może K.G. po NuInt07)Koherentna produkcja pionów (może K.G. po NuInt07) Opis jądra w ramach funkcji spektralnej (A. A. + J. S.)Opis jądra w ramach funkcji spektralnej (A. A. + J. S.) FSI: Kaskada (C.J. + współpraca z D. S. (Kraków))FSI: Kaskada (C.J. + współpraca z D. S. (Kraków))
Potrzeba porównywania się z jak najdokładniejszymi Potrzeba porównywania się z jak najdokładniejszymi pomiarami eksperymentalnymipomiarami eksperymentalnymi
![Page 45: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/45.jpg)
N
![Page 46: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/46.jpg)
Koherentna Produkcja PionówKoherentna Produkcja Pionów
Neutrino oddziałuje jednocześnie z całym Neutrino oddziałuje jednocześnie z całym jądrem.jądrem.Oddz. zachodzi w przypadku:Oddz. zachodzi w przypadku: i) niewielkich przekazów pędów i) niewielkich przekazów pędów ii) niewielkich przekazów czteropędu Q2.ii) niewielkich przekazów czteropędu Q2.
Liczby kwantowe opisujące jądro nie ulegają Liczby kwantowe opisujące jądro nie ulegają zmianie (ładunek, spin, izospin).zmianie (ładunek, spin, izospin).Oddziaływanie następuje poprzez wymianę Oddziaływanie następuje poprzez wymianę neutralnego bozonu izoskalarnego.neutralnego bozonu izoskalarnego.
![Page 47: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/47.jpg)
Koherentna Produkcja PionówKoherentna Produkcja Pionów
CC NC
E. A. Paschos, A. Kartavstev, hep-ph/0309148 D. Rein, M. Sehgal, Nucl. Phys. B223 (1983) 29
![Page 48: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/48.jpg)
DoświadczenieDoświadczenie
Piony produkowane są w kierunku do przodu względem Piony produkowane są w kierunku do przodu względem kierunku ruchu neutrina.kierunku ruchu neutrina.Niezbędne w przypadku analizy oddziaływania Niezbędne w przypadku analizy oddziaływania e – e – elektrony rozpraszane są w tym samym kierunku. elektrony rozpraszane są w tym samym kierunku. Analiza koherentnej produkcji pionów pozwala na Analiza koherentnej produkcji pionów pozwala na badanie hipotezy PCAC – przekrój jest proporcjonalny badanie hipotezy PCAC – przekrój jest proporcjonalny do funkcji pionowej.do funkcji pionowej.Eksperyment MinerEksperyment Minera pozwoli na rekonstrukcje 30% a pozwoli na rekonstrukcje 30% zdarzeń z koherentnej produkcji zdarzeń z koherentnej produkcji ( ( produkowane do produkowane do przodu w wyniku rozpadu rezonansu są znacznie mniej przodu w wyniku rozpadu rezonansu są znacznie mniej energetyczne. energetyczne.
H. Gallagher, D. Harris, A. Kartavtsev, E.A Paschos: Neutral and Charged Current Neutrino-Nucleus Coherent measurements
raport MINER
![Page 49: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/49.jpg)
Koherentna produkcja pionówKoherentna produkcja pionów
M. Hasegawa, et al. Phys. Rev. Lett 95, 252301 (2005)
Nie widać koheretnej produkcji pionów – konflikt z przewidywaniami Reina i Sehgala
![Page 50: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/50.jpg)
Uwagi końcoweUwagi końcowe
Potrzeba lepszego opisu Potrzeba lepszego opisu rezonansów w obszarze rezonansów w obszarze do 2 GeV do 2 GeV Modyfikacje Modyfikacje opisu RS.opisu RS.Uwzględnienie efektów Uwzględnienie efektów jądrowych odgrywa jądrowych odgrywa kluczową rolę.kluczową rolę.Potrzebny lepszy opis Potrzebny lepszy opis produkcji koherentnej produkcji koherentnej pionów.pionów.
Za małe przekroje czynne Za małe przekroje czynne dla niewielkich energii.dla niewielkich energii.Brak dobrego opisu na Brak dobrego opisu na produkcje koherentną produkcje koherentną pionów.pionów.Model FKR nie dość Model FKR nie dość dobrze pasuje do danych dobrze pasuje do danych na elekroprodukcję.na elekroprodukcję.
![Page 51: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/51.jpg)
Bliski detektorBliski detektor
Napisz jaki jest ten detektor, rozmiary itd..Napisz jaki jest ten detektor, rozmiary itd..Pomiar, który jest konfrontowany z MC.Pomiar, który jest konfrontowany z MC.MC zawiera pewien opis modelowyMC zawiera pewien opis modelowyPomiar jest sprzężony z nie Pomiar jest sprzężony z nie doskonałościami modelowymidoskonałościami modelowymiNiedoskonałości modeli sprzężone z Niedoskonałości modeli sprzężone z niedokładnościami pomiarowymi.niedokładnościami pomiarowymi.
![Page 52: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/52.jpg)
Neutrina akceleratorowe na Neutrina akceleratorowe na przykładzie K2Kprzykładzie K2K
•Bardzo duż liczba efektów do uwzględnienia
•Reinterakcja pionów w materii jądrowej•Rozpady pionów•Geometria wiązki
Wzór z pracy K2K, na temat fluxu
![Page 53: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/53.jpg)
O czym będzieO czym będzie
Jak opisać oddziaływanie??Jak opisać oddziaływanie??Konfrontacja modeli teoretycznych z Konfrontacja modeli teoretycznych z doświadczeniem (głównie K2K)doświadczeniem (głównie K2K) ProblemyProblemy
Opis Reina i Sehgala w generatorach Opis Reina i Sehgala w generatorach Monte Carlo.Monte Carlo.
![Page 54: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/54.jpg)
Dlaczego badać neutrinaDlaczego badać neutrina
Oscylacje NeutrinOscylacje Neutrin Pomiar macierzy mieszaniaPomiar macierzy mieszania Hierarchia masHierarchia mas Jak rozszerzyć model standardowyJak rozszerzyć model standardowy
Oddziaływanie neutrino-nukleonOddziaływanie neutrino-nukleon Badanie wewnętrznej struktury nukleonuBadanie wewnętrznej struktury nukleonu
Neutrino wNeutrino w astrofizyce i kosmologiiastrofizyce i kosmologii
![Page 55: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/55.jpg)
Jak najogólniej zapisać przekrój Jak najogólniej zapisać przekrój czynnyczynny
WLd
OPIS TENSOROWY: DIS
54321 ,;,, FFFFFW
Efekty jądrowe Funkcje odpowiedzi
![Page 56: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/56.jpg)
Rozpad RezonansuRozpad Rezonansu
N
Zachowany jest całkowity moment pędu!
Układ spoczywającego rezonansu
Kwadrat amplitudy rozpadu można wyrazić przez sumę fal parcjalnych!
Gdy rozpatrujemy przekrój czynny tylko w zależności od W wycałkowany po kątach:Gdy rozpatrujemy przekrój czynny tylko w zależności od W wycałkowany po kątach: Interferują tylko rezonanse o tym samym momencie pędu dla układu Interferują tylko rezonanse o tym samym momencie pędu dla układu N, oraz o N, oraz o
tym samym spinie.tym samym spinie.
0
)(cos)()12(),(cosl
ll PWalWA '' 12
2)()( llll lxPxP
![Page 57: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/57.jpg)
InterferencjaInterferencja
Gdy rozpatrujemy przekrój czynny tylko w Gdy rozpatrujemy przekrój czynny tylko w zależności od W wycałkowany po kątach:zależności od W wycałkowany po kątach: Interferują tylko rezonanse o tym samym momencie Interferują tylko rezonanse o tym samym momencie
pędu dla układu pędu dla układu N, oraz o tym samym spinie.N, oraz o tym samym spinie.
0
)(cos)()12(),(cosl
ll PWalWA
'' 12
2)()( llll lxPxP
![Page 58: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/58.jpg)
Produkcja Produkcja (1232)(1232)
)(''ˆ
''ˆ)'(
26
25
243
525
243
puqqMCg
MCpqpqg
MCqqg
MC
pqpqgMCpqpqg
MCqqg
MCpJ
AAAA
VVV
•Model opisuję wkład elektryczny.•Część wektorowa odtworzona na podstawie elektroprodukcji.•Potrzeba wyznaczenia form faktorów aksjalnych.
![Page 59: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/59.jpg)
W K2K prawie zawsze mamy do czynienia
z mieszanką oddziaływań QE, RES oraz DIS
okraszonych efektami jądrowymi
M. H. Ahn, et al., Phys. Rev. D74, 072003 (2006)
),()()()( 1exprecSK
RSKrecSK EErEEdEE
Minimum oscylacyjne
![Page 60: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/60.jpg)
H. Budd, A. Bodek, J. Arrington, hep-ex/0308005, NUINT02
Dopasowania BBA2003Dane z „JLab Hall A”
![Page 61: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/61.jpg)
Koherentna produkcja pionówKoherentna produkcja pionów
![Page 62: Modelowanie oddziaływania neutrin z materią w konfrontacji z eksperymentem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062310/56815d91550346895dcbab8e/html5/thumbnails/62.jpg)
Ustalenie MA??? –chyba Ustalenie MA??? –chyba zrezygnowaćzrezygnować
Efekty jądrowe
Detector acceptenceand resolution