Spectral Function Approach

Presentation on theme: "Spectral Function Approach"— Presentation transcript:

1 Spectral Function Approach
作田　誠　（岡山大学理）、2012年12月18日 @JPARC 理論研究会 1. 準弾性散乱断面積 2. NC QE+励起状態（γ線）: 超新星爆発、陽子崩壊、ニュートリノ振動実験 3. まとめ　

2 1. Uniform Fermi-Gas and Spectral Function for Various Nuclei
Spectral Functions P(p,E) for various nuclei, eg.16O, are estimated by Benhar et al. using e-N data and the calculation. P(p,E) : Probability of removing a nucleon of momentum p from ground state leaving the residual nucleus with excitation energy E. E (MeV) Fermi momemtum 30% 40. 20. Fermi Gas model P (MeV/c) p

3 Electron-nucleus scattering
Benhar, MS et al., PRD72,’05;H.Nakamura,MS et al.,PRC76, (2007). 単色E=880 MeV のニュートリノを酸素に当てて、32度のニュートリノのエネルギーを測れるとすると（相対的な大きさを除き）同様なスペクトルが見えるはず。原子核効果を含むVector current 部分の精密な検証が可能。 準弾性 16O(e,e’), Ee=880MeV, q=32° 実験データ 準弾性(SP)+MAID(SP) 準弾性(FG)+MAID(FG) 準弾性(SP)+Paschos(SP) 境界 D共鳴 エネルギー移行w=Ee-Ee’ (MeV)

4 Results from NuInt -Quantitative comparison of calculation and data-
Quasi-Elastic is understood to 10% for E=700MeV-2000MeV (and Q2>0.2 (GeV/c)2) Reference=Relativistic Fermi-Gas model (Smith-Moniz) Spectral Function S(p,E): validated by JLAB E97-001 Final state interaction: validated by JLAB E 　 1p (D) production Sato-Lee,Lalakulich Understood to 20-30%? DIS (Kumano et al.) New data H,D,C(e,e’) at Low Q2 are coming soon. これで解決と思っていたが、2009年から新たな問題。

5 MiniBooNE異常(2009)から混乱状態 実験が核子(p,n)を見ているか、2Nに感じているか、何も見ていないか。
MEC, 2p2h, FSI の議論が始まった。 NuInt2011 (March 7-11,2011) もこの議論のみ。 原子核物理で20年未解決の問題。2年かかるだろう。 Nieves et al., PRC83,045501,2011 Meucci et al., PRL107,172501,2011 Amaro et al.,PRD84,033004,2011 ………

6 2. Importance of g rays in NC n-O or n-C interactions
This process is very important to both Supernova (SN) physics and neutrino oscillation experiments. 1) SN Detection Supernova neutrino bursts in Our Galaxy: The events containing g rays from NC n-O (n-C) interactions comprise 5-10% of the total events. They will give us flux (Temperature), independent of the neutrino oscillations. Supernova Relic Neutrino (SRN) detection: Though we are about to reach the sensitivity to SRN, the g-rays from Atmospheric NC n-O (n-C) interactions at high energy may make serious background in 5-20 MeV region. 2) Neutrino Oscilation Experiments at Beam Dump or LBNE BD: KARMEN experiment measured the 15.1MeV g rays from NC n-C reactions at 29.8MeV. No experiments exist for oxygen at low energy. LBNE: The number of g-ray events from NC n-A interaction is independent of neutrino oscillations.

7 arXiv: [nucl-th] To appear in Phys.Rev.Lett.

8 En>200MeV: NC QE process producing g-rays n+O n+n+15O. , n+p+15N
En>200MeV: NC QE process producing g-rays n+O n+n+15O*, n+p+15N* Ejiri, PRC48,1442 (1993). 1s1/2 1p3/2 1p1/2 proton neutron 1s1/2 1p3/2 1p1/2 proton neutron 14N+n 14C+p 15N 30MeV 25MeV 20MeV 15MeV 10MeV 5MeV 10.8 2.31 3.95 4.92 5.11 5.69 5.83 6.20 6.45 7.03 10.2 6.09 6.59 6.73 6.90 7.01 7.34 8.18 5.27 5.30 26.8 25.5 24.8 7.55 30MeV 29.0 28.0 25MeV Sp=4.63 20MeV 5.17 4.63 s1/2 s1/2 7.03 6.45 15MeV 7.55 6.20 13.2 g.s. 5.83 5.69 5.11 14O+n 4.92 10MeV 3.95 2.31 9.93 P3/2 6.18 P3/2 7.30 6.32 P3/2 14N+p 5MeV 5.18 15O

9

10 まとめ QE, QE+γ線放射の簡単な記述の紹介をした まずは、共通のモデル--Web Sato-Lee モデルを基本にする。
それにSpectral Function 加える。 DIS は熊野さんのモデル。 2p-2h　－未解決