論文講読会Precision Measurement of Neutrino Oscill

ation Parameters with KamLAND

担当　中野浩至

を見ることでニュートリノ振動に関するパラメータを測定

と の精密な測定

2002 年３月から 2007 年５月までのデータ

この論文の概要

ニュートリノのエネルギーとイベント数

ニュートリノ振動のグラフ横軸 L/E 、縦 　 のままである確率

1609 　イベントを観測

Kamioka Liquid-scintillator Anti-Neutrino Detector1000 トンの液体シンチレータで を検出

80% dodecane20% pseudocumene1.36±0.03 ｇ /ℓ of PPO( 発光物質 )

ステンレスタンク直径１８ m

光電子増倍管1879 個直径 50cm

554 個Kamiokande の再利用1325 個東北大が開発

外側の 3.2 キロトンの純水と検出器はニュートリノ以外の粒子に対する壁、μ 粒子によるバックグラウンドを判断し除去、の目的に用いる

半径 6.5m のバルーン（厚さ 135μm ）

KamLAND 概要

ニュートリノ観測原理

逆ベータ崩壊を用いる

0.51+939.57=940.08[MeV]938.27[MeV]

Threshold 1.8[MeV]

Positron はすぐに対消滅。 ( prompt event )

シンチレータ中の電子

その後 neutron が proton に捕獲される。

207.5±2.8μs

結合エネルギー 2.2MeV

シンチレータ中の陽子

0.511×2MeV+ 運動エネルギー

遅延同時計数によってバックグラウンドをカット

KamLAND は 55 の原子力発電所に囲まれている。約 180km の等距離　→　 180km の位置に線源が 1 基あるのと同等

電力会社から運転のデータをもらう→ 出るニュートリノ量がわかる→ イベント量が見積もれる（その他の要因も考慮）→ 測定値と比較→ ニュートリノ振動の観測

Accidental大気ニュートリノ地球ニュートリノ地下の放射性物質　など

ニュートリノ観測原理

※ この地図は 2002 年の　古い地図です

Off-axis calibration

今までは「 z-axis 」だったが、「 off-axis （ 4π ともいう）」 calibration を導入

線源をつり下げてカメラの校正

Z 軸方向しか校正できなかった

棒に線源をつけてつり下げる

Z 軸以外も校正可能になった！

カメラの映像→

( vertex の校正 )

fiducial volume

5.5 m → 6 m

Vertex 再構成解像度Energy 解像度

どのような信号を選択するか

prompt event

delayed event0.511×2MeV+ 運動エネルギー

p の電子捕獲 E

の電子捕獲 E

時間差、位置差

Background の見積もりと除去

ProbabilityDensityFunction を使用

この反応を、を調べることで見積もった

Outer detector で μ を観測したら信号をカット　→ 2s veto, 2ms full-volume veto

地球内部のからのニュートリノ　→　 69.4 events

や

ニュートリノ振動がないと仮定2179±89 　イベント

実際の観測1609 　イベント

バックグラウンド276.1±23.5と geonutrino

エネルギー分布が得られ、線源の距離は 180km なので、横軸 L/E のグラフがかける。

今回の実験によって得られた値（色付き）

太陽ニュートリノのデータによる値 ２つを合わせた結果