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henriette-collignon
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F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1
Les expériences d'oscillations de neutrinos avec Superkmioka et des accélérateurs:
K2K et JPARC-ν.
F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1
Plan
● Généralités.● K2K.● JPARC-nu(ex JHF).● Résumé et remarques.
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Bref historique.
1987-... anomalie Kamioka(rapport νμ/ν
e).
1995 approbation de K2K. 1998 évidence pour l'oscillation à SuperKamioka.2000 approbation du complexe d'accélérateurs JPARC ...sans la ligne de faisceau neutrinos.2001 Implosions en chaîne à Superkamioka.2002 Les européens sont invités à collaborer à JPARCnu.2002 Les européens sont invités à collaborer à K2K.2002 Superkamioka redémarre avec 1 PM/2.2002-2003 : demandes de financement de la ligne neutrino au gouvernement japonais.
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Réactions quasi-élastiques et inélastiques sur nucléon
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F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003
481 MeV muon neutrino (MC) produces 394 MeV muon which later decays at rest into 52 MeV electron. 1 canal= 15.9 ns
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K2KExpérience de disparition de ν
μ
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K2K-I - juin 99 à juillet 01SCIFI : 5,9 t fiducielles.1kt : 25 t fiducielles.
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Front detector FD : détermination du flux. Lots d' événements utilisés :
-1kt : 1 anneau muon-SCIFI :
*1 trace.*2 traces, enrichi en quasi-élastique(QE).*2 traces, appauvri en QE.
Le passage du flux en position proche au flux en position lointaine(rapport F/N) nécessite de passer par un modèle de faisceau.
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1Kt 1Rμ
1Kt 1Rμ
SCIFI QE
SCIFI NQE
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Résultats K2K.
L'extrapolation des détecteurs proches prédit 80.1 +6.2
-5.4 évts dans SK, sans oscillation; on en observe 56.
*C'est significatif à mieux que 1 %.
*Les incertidudes dominantes sont :* le rapport F/N(5 %)* les volumes fiduciels(5%).
*Les valeurs de sin2(2θ) et Δm2
sont compatibles avec les résultats obtenus avec les ν atmosphériques.
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Sous ensemble des 29 événements 1Rμ: spectre en énergie
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Détection et mesure des π0 dans la kt:-cohérence de la simulation.-application à la mesure des courants neutres dans
SKet à l'évidence contre les neutrinos stériles.
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Un nouveau détecteur, le SCIBAR
But : détecteur à grain fin qui améliorel'efficacité de détection des protons à basse énergie.Par conséquent, meilleure séparation des événementsQE et NQE.
..mais, pas de H2O, essentiellement du C
nH
m.
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SciBar Detector• Extruded scintillator with WLS
fiber readout• Neutrino target is scintillator
itself• 2.5 x 1.3 x 300 cm3 cell• ~15000 channels● Light yield 7~20p.e./MIP/cm (2 MeV)• Detect 10 cm track• Distinguish proton from pion
by using dE/dx
High 2-track CC-QE efficiency
Low non-QE backgrounds
Extrudedscintillator(15t)
Multi-anodePMT (64 ch.)
Wave-lengthshifting fiber
EM calorimeter
1.7m
3m
3m
Just constructed in this summer!
H. Maesaka nov 2003 KEK-RCNP International School and mini-Workshop for Scintillating Crystals and their Applications in Particle and Nuclear Physics
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CC-QE candidate• Area of circle is proportional to ADC• Hits along the proton track are larger
Top view Side view
μμ
p
p
H.Maesaka
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JPARC-ν
-expérience de disparition de νμ.
mais surtout
-expérience d'apparition de νe.
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θ 13
:on veut faire mieux que MINOS et
ICARUS/OPERA!
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Les travaux ont commencé :
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F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 44La ligne neutrino et les stations de mesure proches ne sont pas encore financées.
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JHF-ν adopte le principe du faisceau à angle :
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Faisceau à angle :
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!!
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Les bruits de fond :
● La contamination du faisceau, venant des muons et des kaons.
● La misidentification des γ de π 0, provenant surtout des événements à courants neutres.
● La misidentification des muons en électron, provenant des événements à courant chargé.
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Pi-zero K2K event at Super-Kamiokande
Pi-zero K2K event at Super-Kamiokande 44
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Sin2(2θ13)
)=0.1
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Le contrôle du faisceau en position proche, les buts :
● Mesure du flux de ν et extrapolation à SK.● Mesure du spectre en énergie des ν .
● Mesure de la contamination de ν e.
● Mesure et suivi de la direction du faisceau.
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Le contrôle du faisceau en position proche, les moyens :
● Un détecteur à la SK, massif et lointain. - pour éviter les empilements. - pour voir le tunnel comme un point.
● Un détecteur à grain fin.● Des moniteurs de faisceaux
Au vu de l'expérience en cours à K2K, avec en particulier un détecteur en cours d'installation, le SCIBAR :
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Résumé et remarques:● L'expérience K2K confirme avec des neutrinos artificiels
l' oscillation vue avec les neutrinos atmosphériques.● Vers la fin de cette décennie, à partir de 2008,
l'expérience JPARC-nu sera la plus performante sur l'apparition de ν
e et la mesure éventuelle de θ
13.
● C'est un pas important vers la violation de CP dans le secteur leptonique.
● Ces expériences sont complexes du point de vue de la compréhension du faisceau.
● C'est un pas scientifique et technique important vers l'étape ambitieuse d'un détecteur de masse fiducielle de l'ordre de la mégatonne.
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Réserve
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Systématiques : < 1% sur sin2(2θ13
) < 10-4 eV2 pour Δm223
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