A Quick Review of the Dayabay Result

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1 A Quick Review of the Dayabay Result
末包文彦・東北大学

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

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

5 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

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

7 原子炉ニュートリノ

8 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．

9 =核分裂性核

10 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

11 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

12 原子炉nエネルギー=4MeV 加速器nエネルギー~GeV

13 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)

14 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)

15 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

16 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)

17 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 17 Both Oscillations can be accessible by reactor n

18 Mohapatra

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24 今回使用した検出器 AD4,5,6 AD3 AD1,2

25 L

26 Event selection

27 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( )にある

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30 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)

31 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)

32 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

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34 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%)

35 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．

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

37 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)