Diapositiva 1

Resultados Recientes de MiniBooNE sobre Oscilaciones de Neutrinos Alexis A. Aguilar-Arvalo Columbia University por la colaboracin MiniBooNE XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 2

University of Alabama Los Alamos National Laboratory Bucknell University Louisiana State University University of Cincinnati University of Michigan University of Colorado Princeton University Columbia University Saint Marys University of Minnesota Embry Riddle University Virginia Polytechnic Institute Fermi National Accelerator Laboratory Western Illinois University Indiana University Yale University Colaboracin MiniBooNE XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 3

Puntos a tratar: 1. Motivacin 2. Descripcin del experimento 3. Eventos tipo en MiniBooNE 4. Piezas del anlisis de oscilaciones 5. Errores Sistemticos 6. Resultados iniciales Conclusiones XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 4

1. Motivacin XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 5

Motivacin de MiniBooNE: el experimento LSND de Los Alamos Exceso de e en haz de 87.9 22.4 6.0 (3.8 ) Haz de,decaimiento de + en reposo Seal: e + p e + + n Luz Cerenkov del e + en coincidencia retardada con rayo gama de 2.2 MeV, captura del neutrn en hidrgeno XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 6

Distancia a la fuente: L ~ 30 m Energa promedio: E ~ 30 MeV LSND Collaboration, Phys. Rev. D64, 112007 e disapp. e Interpretado como oscilaciones de 2 KARMEN: (L~17 m) Contemporneo de LSND, no observ evidencia del efecto. Resultado compatible con LSND al 64% C.L. E.D.Church et al., Phys.Rev.D66:013001 (2002) XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Motivacin de MiniBooNE: el experimento LSND de Los Alamos

Diapositiva 7

Resultados de neutrinos solares y atmosfricos han sido verificados por otros experimentos, restringiendo los posibles valores de los parmetros (KAMLAND, K2K). LSND es el nico resultado positivo a distancias cortas (L~ algunos 10 2 m) Estas tres seales de oscilaciones son inconsistentes con el esquema de tres del Modelo Estndar. m 13 2 = m 12 2 + m 23 2 El esquema de tres requiere: m 12 2 = m 1 2 - m 2 2 m 23 2 = m 2 2 - m 3 2 increasing (mass) 2 Propsito de MiniBooNE: verificar/refutar LSND XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Motivacin de MiniBooNE: el experimento LSND de Los Alamos

Diapositiva 8

2. Descripcin del experimento XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 9

Booster K+K+ blanco y horndetectortierra regin de decaimiento absorbedor haz primariohaz terciariohaz secundario (protones)(mesones)(neutrinos) e booster El experimento MiniBooNE Estrategia: Usar una similar L/E 1 Distancia ms larga: L 500 m Energa ms alta: E 500 MeV Buscar oscilaciones de en la misma regin del espacio de parmetros que LSND Sujeto a errores sistemticos diferentes XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 10

El acelerador Booster de Fermilab acelera protones impartindoles un momento de 8.9 GeV/c. La lnea de neutrinos del Booster extrae los protones para MiniBooNE. Booster K+K+ blanco y horndetectortierra regin de decaimiento e booster XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El experimento MiniBooNE absorbedor haz primariohaz terciariohaz secundario (protones)(mesones)(neutrinos)

Diapositiva 11

Los mesones positivos son enfocados, los mesones negativos son desenfocados. El campo magntico incrementa el flujo de en 6. Operado con pulsos de 2.5 kV, a 174 kA a < 5Hz. Los protones son enviados a un blanco de Be de 1.7 dentro de un campo magntico (magnetic horn). Booster K+K+ detectortierra regin de decaimiento e booster blanco y horn XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El experimento MiniBooNE haz primariohaz terciariohaz secundario (protones)(mesones)(neutrinos) absorbedor

Diapositiva 12

Los mesones decaen a lo largo de un tubo de 50m. Los mesones residuales y protones que no interactan son detenidos en los bloques de hierro del absorbedor. Booster K+K+ blanco y horndetector e booster regin de decaimiento tierra XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El experimento MiniBooNE haz primariohaz terciariohaz secundario (protones)(mesones)(neutrinos) absorbedor

Diapositiva 13

El detector est localizado 541m despus del blanco. Cubierto por 3 m de tierra para reducir los rayos csmicos. Booster K+K+ blanco y horndetectortierra e booster XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El experimento MiniBooNE haz primariohaz terciariohaz secundario (protones)(mesones)(neutrinos) regin de decaimiento absorbedor

Diapositiva 14

Tanque esfrico (6m de radio) lleno con ~800t de aceite mineral. Principalmente un detector de radiacin Cerenkov, tambin es sensible a luz de centelleo producida en el aceite. Simulado con un Monte Carlo en GEANT3. El detector: Dentro hay 1280 tubos fotomultiplicadores (PMTs) dando una covertura por fotoctodos del 10%. Regin pticamente aislada (el veto ) contiene 240 PMTs. Usada para rechazar rayos csmicos. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 15

3.Eventos tipo en MiniBooNE XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 16

Eventos de neutrinos claramente visibles en la ventana de adquisicin de datos. La duracin de un chorro o spill del haz es de 1600ns. La componente uniforme del background debida a muones de rayos csmicos. La componente con decaimiento exponencial son electrones del decaimiento de muones en reposo (electrones Michel). Eventos en el detector 20 s 1.6 s Macro estructura del haz t(ns) XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 f < 5 Hz

Diapositiva 17

- e - + + e Requiriendo baja actividad en el veto eliminamos los muones de rayos csmicos. An hay e del decaimiento de Espectro de electrones Michel: Rechazados al requerir un mnimo de PMTs disparados (la energa mxima del espectro es 52 MeV). XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Eventos en el detector 20 s 1.6 s Macro estructura del haz t(ns) f < 5 Hz

Diapositiva 18

Este simple criterio de seleccin de candidatos a neutrino provee eliminacin del background proveniente de de rayos csmicos del 99%. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Eventos en el detector 20 s 1.6 s Macro estructura del haz t(ns) f < 5 Hz

Diapositiva 19

Estabilidad de la corrida: Los eventos observados por minuto son consistentes con un proceso de Poisson. Full Run El nmero de candidatos a neutrino por protn enviado al blanco de MiniBooNE es estable en el tiempo. Total de 5.5810 20 POT XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 POT = Protons On Target

Diapositiva 20

Sub-eventos Cmulos de actividad del tanque en el tiempo Evento tpico de 2 sub-eventos: e - del decaimiento de electrn Michel) XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 e e Ej. :Interacciones de cuasi-elasticas de CC producen dos sub-eventos

Diapositiva 21

Muones en el detector Anillos bien definidos y llenos hacia el interior son caractersticos de las trazas de muones. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 22

Electrones en el detector Producen anillos difusos : Dispersin mltiple Procesos radiativos XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 23

s en el detector Dos anillos del tipo electrn por el decaimiento en dos fotones. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Producidos en interacciones de corriente neutra (NC)

Diapositiva 24

Cuando un fotn es dbil o escapa del tanque, el evento es parecido a un electrn. s mal identificados en el detector XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Producidos en interacciones de corriente neutra (NC) Este es el background por mala identificacin mas grande en la bsqueda de oscilaciones.

Diapositiva 25

4. Piezas del anlisis de oscilaciones XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 26

Anlisis a ciegas en MiniBooNE (blind analysis) La seal de oscilaciones es pequea preo relativamente fcil de aislar. Los datos adquiridos son clasificados en cajas. Las cajas son abiertas para anlisis si contienen

data MC Pre-seleccin para la bsqueda de oscilaciones: Al final deseamos aislar eventos del tipo: Compartida por ambos anlisis de oscilaciones: BDT y TBL El corte en el volumen fiducial depende del algoritmo. PMTs Veto < 6 PMTs Tanque > 200 Slo 1 sub-evento Radio < 500 cm Rechazar muones csmicos, electrones Michel Eventos tipo electrn Vertices dentro del volumen fiducial XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 40

Anlisis TBL: separacin e / e CCQE CCQE MC Reconstruye trazas bajo dos hiptesis diferentes: 1. traza de e 2. traza de Los eventos son grupos de informacin a nivel de PMT: (q,t,x) Ajuste de 7 parmetros que definen la traza de la partcula. t,x,y,z E XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Usando log(L e /L )

Diapositiva 41

Anlisis TBL: separacin e / 0 Ajuste extendido para hallar dos trazas tipo electrn. E 1, 1 1 t, x, y, z 2 XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Usando log(L e /L ) Corte de Masa

Diapositiva 42

Anlisis TBL: Eventos esperados 475 MeV 1250 MeV e K 94 e 132 0 62 Dirt 17 N 20 Other 33 Total 358 LSND best fit e 126 Rango de experimento de conteo Sig/Bkgd = 6.8 Usando los cortes mostrados grficamente en las transparencias anteriores, se selecciona la muestra de candidatos a e : XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 43

Variable 3 Variable 2 Variable 1 Arbol de decisiones: Serie de cortes basados en estudios Monte Carlo (N signal /N bkgd ) 30,245/16,3059755/23695 20455/3417 9790/12888 1906/118287849/11867 signal-like bkgd-like sig-like bkgd-like etc. Este rbol es uno entre muchas posibilidades Anlisis BDT: Boosted Decision Trees XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 44

Anlisis BDT: Boosted Decision Trees Ahora, construimos muchos rboles de decisin: cada uno pesa los eventos aumentando el poder de identificacin de backgrounds mal identificados en rboles anteriores (boosting). Para cada rbol, un evento en los datos es asignado +1 si es identificado como seal, -1 si es identificado como background. La suma de todos los rboles se combina en un score negativepositive tipo- Background tipo-seal XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 45

Anlisis BDT: separacin seal/background El corte en el score de Boosting es elegido en funcin de la energa para maximizar la sensibilidad a oscilaciones. La seal (puntos rojos) esta claramente separada de todos los tipos de backgrounds (puntos grises). La comparancin de datos y Monte Carlo en la region lateral adjacente a la seal muestra buena concordancia. Sig/Bkgd = 8.3 XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 46

Una vez que la comparacin datos/MC es buena, la prediccin del background es finalizada. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El corte en el score de Boosting es elegido en funcin de la energa para maximizar la sensibilidad a oscilaciones. La seal (puntos rojos) esta claramente separada de todos los tipos de backgrounds (puntos grises). La comparancin de datos y Monte Carlo en la region lateral adjacente a la seal muestra buena concordancia. Anlisis BDT: separacin seal/background

Diapositiva 47

XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El corte en el score de Boosting es elegido en funcin de la energa para maximizar la sensibilidad a oscilaciones. La seal (puntos rojos) esta claramente separada de todos los tipos de backgrounds (puntos grises). La comparancin de datos y Monte Carlo en la region lateral adjacente a la seal muestra buena concordancia. Anlisis BDT: separacin seal/background

Diapositiva 48

4. Anlisis de errores sistemticos XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 49

Fuente de incertidumbre TBL/BDT Constreido por Reducido al en el background de e s error en % datos de MB atar e y Flujo, decaimiento de + / + 6.2 / 4.3 Flujo, decaimiento de K + 3.3 / 1.0 Flujo, decaimiento de K 0 1.5 / 0.4 Modelo del haz y el blanco 2.8 / 1.3 Secciones eficaces de s 12.3 / 10.5 Rendimiento de NC 0 1.8 / 1.5 Interacciones externas (Dirt) 0.8 / 3.4 Modelo Optico 6.1 / 10.5 Modelo de la electrnica (DAQ) 7.5 / 10.8 Todos los errores tuvieron una constriccin por datos de MiniBooNE Correlaciones entre y e permiten reducir an ms algunos de los errores BDT tiene mayor razn seal/ruido, pero es ms sensible a los errores sistemticos. Fuentes de error sistemtico XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 50

Manipulacin de incertidumbres en los anlisis: Para una fuente de incertidumbre dada: Errores en una amplia gama de parmetros en el modelo subyacente. Para una fuente de incertidumbre dada: Errores en intervalos de E QE e informacin sobre la correlacin entre los intervalos. Con lo que comenzamos...... lo que necesitamos XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 51

Matriz de errores, entrada Contiene la correlacin entre los prametros. Matriz de errores, salida Contiene correlaciones entre los intervalos de E QE. "multisim" propagacin de errores no-lineal XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Para una fuente de incertidumbre dada: Errores en una amplia gama de parmetros en el modelo subyacente. Para una fuente de incertidumbre dada: Errores en intervalos de E QE e informacin sobre la correlacin entre los intervalos. Con lo que comenzamos...... lo que necesitamos Manipulacin de incertidumbres en los anlisis:

Diapositiva 52

N i : nmero de eventos despus de cortes MC es el Monte Carlo estndar representa una multisim dada M :nmero total de multisims i,j son intervalos de E QE Construyendo la matriz de errores: La matriz de errores total es la suma sobre todas las fuentes de error MC p3 p1 p2 E XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 53

TBL: Usa la matriz de e -slamente BDT: Usa la matriz de - e Correlaciones entre intervalos de E QE provenientes del modelo ptico: BDT MC XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 N i : nmero de eventos despus de cortes MC es el Monte Carlo estndar representa una multisim dada M :nmero total de multisims i,j son intervalos de E QE La matriz de errores total es la suma sobre todas las fuentes de error Construyendo la matriz de errores:

Diapositiva 54

TBL: Ajustar prediccin del MC para reproducir el espectro medido de (tomar en cuenta correlaciones de errores sistemticos) Incertidumbres sistemticas y estadsticas includas en (M ij ) -1 BDT: Incluir correlaciones de y e en la matriz de errores: (i,j son intervalos en E QE ) Aplicando las constricciones:

Diapositiva 55

Comparacin de las sensibilidades: BDT vs TBL El anlisis TBL (linea contnua) tiene mayor sensibilidad a oscilaciones. En base a esto fu elegido como el anlisis principal. La decisin fu tomada antes de perder la ceguera. Contornos del 90% C.L., calculados con 2 =1.64 Determinadas en base a simulaciones XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 56

5. Resultados XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 57

Una vez que los cortes del anlisis han sido fijados y aplicados a los datos: 1.Realizar el ajuste de oscilaciones a los datos secuestrados. Hacer una prueba de 2 para un conjunto de variables de diagnstico. Son todas razonables? (Prob ( 2 )>> 1%?) 2.Mirar las distribuciones del paso 1 (sin mostrar escala ni errores estadsticos) 3.Hacer prueba de 2 a la distribucin de E QE sin regresar los parmetros ajustados. 4.Comparar la distribucin de E QE en datos y Monte Carlo, regresando los parmetros ajustados. En esto punto la caja est abierta (26 de Marzo, 2007) Procedimiento de apertura de La Caja Proceder en pasos con cautela. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 58

12 variables probadas en TBL 46 variables probadas en BDT Todas las variables tuvieron buena probabilidad de 2 excepto... Anlisis TBL: probabilidad de 2 para la variable E visible es ~1%. Paso 1. Prueba de 2 en variables de diagnstico XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 59

12 variables probadas en TBL 46 variables probadas en BDT Todas las variables tuvieron buena probabilidad de 2 excepto... Anlisis TBL: probabilidad de 2 para la variable E visible es ~1%. Decisin: Cambiar corte en la energa a: E QE > 475 MeV para el anlisis de oscilaciones (efecto en sensibilidad es mnimo) Mostrar rango completo en el artculo (>300 MeV). Paso 1. Prueba de 2 en variables de diagnstico XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 No hay cambio siginificativo en la sensibilidad EnQE>475 lnea continua EnQE>300 lnea punteada

Diapositiva 60

12 variables probadas en TBL 46 variables probadas en BDT Todas las variables tuvieron buena probabilidad de 2. Anlisis TBL: Probabilidad de 2 para la variable E visible es ~28% Procedemos Paso 1. de nuevo Prueba de 2 en variables de diagnstico 2 / ndf = 8.7 / 7 p = 0.28 2 / ndf = 7.2 / 8 p = 0.51 XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 61

TBL (E QE >475 MeV) BDT Abriendo 12 grficas para TBL y 46 para BDT El MC contiene la seal ajustada y desconocida E visible 2 Prob= 28% fitted energy (MeV) E visible 2 Prob= 59% Ejemplo: Energa visible Paso 2. Abrir distribuciones del paso 1 XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 62

2 / ndf = 0.9 / 6 p = 0.99 E QE Paso 3. Prueba de 2 para la distribucin de E QE Paso 4. Abrir la caja... Esta es la 2 del ajuste de oscilaciones TBL (E QE >475 MeV) 2 Probabilidad: 99% BDT 2 Probabilidad: 52% XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 63

Diapositiva 64

Anlisis TBL: No hay seal de un exceso en la regin del anlisis (donde se esperan oscilaciones de 2 s del tipo de LSND). Exceso visible a bajas energas (fuera del rango del ajuste). Anlisis BDT: Tampoco hay seal de un exceso, de hecho, los datos estn por debajo de la prediccin. Indicio de un exceso a bajas energas, pero es cubierto por el error en la normalizacin. Paso 4. Comparar distribuciones, ver parmetros del ajuste XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 65

TBL BDT Rango 475 < E QE < 1250 MeV 300 < E QE < 1600 MeV Datos 380 eventos 971 eventos expectacin 358 19 (stat) 35 (sys) 1070 33 (stat) 225 (sys) significacin 0.55 -0.38 Resultados del experimento de conteo al abrir la caja: Los anlisis BDT y TBL son significativamente distintos. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 66

Lmites de oscilaciones de ambos anlisis: Siendo consistentes con las expectaciones en la regin de la seal, los dos anlisis pueden calcular un lmite. Los lmites de ambos anlisis son consistentes entre s. El primer resultado de MiniBooNE es un lmite para oscilaciones de 2 del tipo e. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 67

Existen varias formas de presentar lmites: Barrido unilateral (single sided raster scan): 2 = 1.64, ajuste a sin 2 2 para cada m 2 (usado histricamente, presentado aqu) Barrido Global ( 2 = 2.71, ajuste 2-dim ) Esquema unificado (Feldman-Cousins) Interpretacin del lmite de MiniBooNE La colaboracin MiniBooNE est preparando un anlisis combinado de los datos de los tres experimentos: LSND-KARMEN-MiniBooNE. Comparamos las varias prescripciones con la regin permitida segn el anlisis conjunto de KARMEN-LSND. [ Church, et al., PRD 66, 013001]. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 68

Una prueba de compatibilidad entre MiniBooNE y LSND 1. Para cada m 2, determinar la medicin de MB y LSND: z MB z MB, z LSND z LSND, donde z = sin 2 (2 ), y z es el error 1. 2.Para cada m 2, formar 2 entre las mediciones de MB y LSND 3. Hallar z 0 que minimiza 2 (promedio pesado de las dos mediciones) Esto da 2 min 4. Hallar la probabilidad de 2 min para 1 dof; sta es la probabilidad de compatibilidad para este valor de m 2. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 69

Maximum Joint Probability m 2 (eV 2 ) Este estudio conduce a una incompatibilidad del 98% con la interpretacin de que LSND y MiniBooNE observan aparicin de e por oscilaciones de 2 del tipo e. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Una prueba de compatibilidad entre MiniBooNE y LSND

Diapositiva 70

Conclusiones Tanto el anlisis BDT como el anlisis TBL, muestran que no hay un exceso significativo de eventos de e sobre la expectacin del background. MiniBooNE excluye la regin permitida al 90% C.L. por el anlisis conjunto de KARMEN y LSND, con un nivel de confianza del 90%. Los datos de MiniBooNE y LSND son incompatibles al 98% C.L. con la interpretacin de que ambos son el resultado de oscilaciones e. El exceso de eventos observado a bajas energas en MiniBooNE es inconsistente con aparicin de e por oscilaciones de 2 y se encuentra bajo investigacin. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Phys. Rev. Lett. 98, 231801 (2007)

Diapositiva 71

Backup Slides XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 72

HARP collaboration, hep-ex/0702024 HARP (CERN) 5% Beryllium target 8.9 GeV proton beam momentum Data are fit to a Sanford-Wang parameterization. p + p + production XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 73

+ production Measurements of K+ production from past experiments were fit to a parameterization to describe the production of these particles in the simulation. The parameterization is based in Feynman scaling to compare datasets with different incident momentum and target material. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 74

Muon tracker and scintillation cube system Laser flask system Calibration sources: the laser system XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 75

4 10 12 protons per 1.6 s pulse delivered at up to 5 Hz. 5.58 10 20 POT (proton on target) 20 s 1.6 s Beam macro structure 19ns 1.5 ns Beam micro structure FNAL Booster Booster Target Hall Time structure of neutrino beam XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 76

Efficiency: Log(L e /L ) + Log(L e /L ) + invariant mass Backgrounds after cuts Summary of Track Based cuts Precuts + XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 77

Ejemplo: Incertidumbres del modelo ptico Para entender las variaciones permitidas, 70 simulaciones al nivel de los PMTs fueron producidas con variaciones en los parmetros Multisims El modelo tiene 39 parmetros que deben variarse Las variaciones son constrenidas por muestras de electrones Michel y lseres XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 78

M A QE, e lo sf 6%, 2% (stat+bkg only) QE norm 10% QE shape funcin de E e / QE funcin de E De datos CCQE en MiniBooNE De datos NC 0 en MiniBooNE Ejemplo: Incertidumbres en secciones eficaces De otros experimentos La mayora de estas incertidumbres son comunes a y e y tienden a cancelarse cuando las correlaciones entre ambas muestras son tomadas en cuenta en el anlisis. E B, p F 9 MeV, 30 MeV s 10% M A 1 25% M A N 40% DIS 25% NC 0 rate funcin del momento, 0 M A coh, coh. 25% N rate funcin de mom + 7% BF XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 79

N N 25% CC + Fcil de distinguir (3 sub-eventos). No es un background substancial para el anlisis de oscilaciones. N 0 N 8% El decaimiento produce un solo fotn y ocurre con una probabilidad de 0.56%. Modelo de secciones eficaces: eventos que producen piones NC 0 El 0 decae en dos fotones. El evento se puede confundir con un electrn si un fotn es dbil, emulando la seal. Va la produccin de resonancias en interacciones -nuclen (N) XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 80

CCQE U Z = cos z z n p Comparando eventos CCQE en datos y Monte Carlo XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 81

Modelo ptico del detector Luz: Cerenkov, Centelleo, Fluorescencia Toma en cuenta la respuesta de carga/tiempo de los PMTs. Dispersin, reflecciones, pre-pulso de PMTs En total 39 parmetros a ajustar (e.g. longitud de atenuacin, fuerza de fluorescencia, etc. ). Datos de e - Michel y LASER usados para su calibracin. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 82

Anlisis TBL: separacin e / 0 Ajuste extendido para hallar dos trazas tipo electrn. E 1, 1 1 t, x, y, z 2 XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Seal: masa0 (e-like) Banda lateral Sideband Monte Carlo 0 only BLIND Sideband: masa0 (e-like) log(L e /L )

Detected photons from Prompt light (Cherenkov) Late light (scintillation, fluorescence) in a 3:1 ratio for b~1 Attenuation length: >20 m @ 400 nm We have developed 39-parameter Optical Model based on internal calibration and external measurement Optical Model XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007

Diapositiva 84

Resultados de MiniBooNE: El primer resultado de MiniBooNE es un lmite para oscilaciones de 2 del tipo e. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Phys. Rev. Lett. 98, 231801 (2007)