A Quick Review of the Dayabay Result 末包文彦・東北大学 120308 @北大冬の学校

Motivation CKM mixing matrix Neutrino mixing matrix before 2011 * MNS Matrix is poorly known * Especially finite size of q13 is not known .

Murayama Before 2011 q12, q23, q13, Dm212, Dm223, d m2~2.6x10-3eV2, sin22~1.0 Atmospheric Accelerator 1 upper limit measured Solar Reactor sin22<0.13 @m2=2.6x10-3eV2 m2~7.6x10-5eV2, sin22~0.87

Importance of determinatin of 13 * It is one of the fundamental parameters. * Future n experiments strongly depends on q13. Parameter Measurement Method dCP q23 degeneracy Mass Hierarchy We can not go further without knowing q13  原子炉ニュートリノによるq13測定

T2K and DC measured same oscillation with different modes Reactor sum T2K ne nm nt

原子炉ニュートリノ

原子炉ニュートリノの発生原理 反ニュートリノ * 核分裂後のβ崩壊の例 核分裂 娘核のβ崩壊 β崩壊１回あたり１個の n 235U * 核分裂後のβ崩壊の例 236U 140Te 94Rb 140I 94Sr 140Xe 94Y 94Zr 140Cs e- ne 核分裂 娘核のβ崩壊 反ニュートリノ β崩壊１回あたり１個の 反ニュートリノ(　 )が生じる ne 熱出力3000MWの原子炉は， 毎秒6x1020個の反ニュートリノ を発生している．

=核分裂性核

核種によるニュートリノスペクトルの違い  原子炉内の各核種の分裂頻度を知っていなければならない．  電力会社より燃料や運転履歴の情報を提供してもらい計算 　　する．  核種の量に5%の誤差があってもニュートリノ量の誤差とし 　　ては1%程度

原子炉 ne の検出 E=1~8MeV E=8MeV ２つの信号が出る =>delayed coincidence e+ n ~30s

原子炉nエネルギー=4MeV 加速器nエネルギー~GeV

How to measure q13 by reactor neutrinos Detector Reactor= Rich Generator sensitive only to n oscillation Looks deficit of n Signal 1.5x1021n/s @Chooz reacors sin2(213)=0.04 sin2(213)=0.1 sin2(213)=0.2 Deficit of µ sin22q13 The probability for to remain E (MeV) 2012.1.24 suekane@TokyoTech

Reactor-13 Site Map; 2005 第一世代の実験はDChooz, DayaBay, RENOに集約 Krasnoyarsk(露) Double Chooz(仏) KASKA(日) Braidwood(米) RENO(韓) Daya Bay(中) DiabloCanyon(米) Angra(ブ)

実験グループの変遷 結局KASKAは予算化されず2007年Double Choozに合流 することになった． KASKA（日） DCHOOZ（仏） Dayabay（中） Braidwood（米） Krasnoyarsk（露） Angra（ブ） Reno（韓） DiabloCanyon（米） 2007 2003

Reactor-13 Site Map; 現在 第一世代の実験はDChooz, DayaBay, RENOに集約 Double Chooz(仏) RENO(韓) Daya Bay(中)

Accessible Oscillations by Reactor n E-L Relation of Oscillation Experiments Up to now Future Opera MINOS Accelerator K2K NOVA T2K m23 1st max nd max CHOOZ DChooz PaloVerde m12 1st max nd max (2~8MeV) Reactor Bugey Goesgen KamLAND DayaBay RENO F.Suekane@PMN08 17 Both Oscillations can be accessible by reactor n

Mohapatra

今回使用した検出器 AD4,5,6 AD3 AD1,2

L

Event selection

cut パラメータの直接のスペクトルは論文に載っていない． Nearの２つの検出器を比較したものは、別の論文(1202.6181)にある

Back grounds Accidental BG * e+-like signal: g-rays from radioactivity (208Tl, etc.). n-signal: n from muon induced spallation 1ms<DT accidentally <100ms Correlated BG * Long Life (9Li, 8He) b+n –decaying spallation isotopes * Fast neutrons: Recoil proton + neutron capture * Stopping muon + its decay (Michel electron)

9Liは非常に少ない(overburdenのため) イベント数、バックグラウンド 4.7% Near Far Dec.24~Feb.17 0.1% 0.2% 0.23% 0.33% アクシデンタルBKGが多い． 9Liは非常に少ない(overburdenのため)

原子炉からの距離の比 が異なるためキャンセル 出来ない誤差

overall normalization reactor 誤差 (0.8%) Detector誤差 (0.2%) バックグラウンド 誤差(0.2~0.3%)

sin22q13 68%CL 誤差範囲 IH NH IH NH NH IH (目分量) DC T2K MINOS Combine DB Combinationが良く働いている．

Complementarity of Reactor-Accelerator 13 measurement 23 degeneracy Matter effect  dependece L=300km by Yasuda Accelerator Measurement Measurement Reactor

T2K : P ~0.055±xx (guess from sin22q13 value) 計算は正確ではない（目分量）．感じをつかむためのもの T2K : P ~0.055±xx (guess from sin22q13 value) If =0.055±0.004 0.0９2±0.028(DB) If => 0.085±0.01(DB ultimate)