precise measurement of solar neutrino with super-kamiokande-iii

Precise Measurement ofSolar Neutrino

with Super-Kamiokande-III

池田一得元、神岡・竹内研究室

現、京都・高エネルギー物理研究室2010 年 4 月 9 日

目次

• 背景• 本研究の目標• 検出器• 低エネルギーＢＧの削減• 系統誤差の見積もり• データ解析結果• 振動解析結果• まとめ• （ 3 世代振動解析）

太陽ニュートリノ• 太陽内部の核融合反応の際に放出されるニュートリノ。• 全体としては 4 つの陽子が 1 つの α と 2 つの陽電子と νe になる反

応。• フラックスは地上で 660 億個 cm-2s-1

– 太陽は巨大なニュートリノ源である

• ニュートリノ振動の研究、太陽モデルの検証

太陽ニュートリノ周辺の年表

年

19391962-31968

1978,8619901994199519981999

2001

20022005：

実験

理論H.Bethe 太陽内部の核融合反応について

J.N.Bahcall 最初の SSM 計算Cl 実験の提案R.Davis Cl 実験

最初の太陽 ν 観測結果レート　 Cl/SSM=0.3

Ga 実験スタート

BP95 と 0.1 ％の精度で一致

M.S.W. 太陽内部の物質効果を示唆

Ga 実験結果レート　 Ga/SSM=0.6

Kamiokandeレート　 Kam/SSM=0.47

計算精度の向上

“ 太陽 ν 問題は SSM の他にある？”大気ニュートリノ振動を確認SK-I 最初の結果　 SK/SSM=0.36

SNO:CC 測定と SK:ES 測定より太陽 ν の中に νμτ 成分を確認

Global 解析により LMA 解に絞られるKamLAND 　原子炉 ν

LMA 領域に解

太陽 ν 問題

太陽表面の化学組成を更新日震学の測定と合わなくなる。1 ％以上あわない。新しい太陽問題 未検証

日震学の測定

みんな信じる信じない

SSM を検証する新たな実験結果が必要

“ 太陽 ν 問題は　 SSM のせいではない！”

Solar+KL

From DecowskiNeutrino 2008

flavor eigenstate

mass eigenstate

精密測定の時代

LMA

LOW

SMA

目的：物質効果によるエネルギー増歪

SK-I 太陽デデデ　 MeV 閾値　

P(

e

e)

真空振動優勢

物質振動優勢

e survival 　 probability

ニュートリノエネルギー [MeV]

解析閾値 4MeV,BG70% 削減、統計誤差半分

5 年分のデータ ( 予想 )約 10 ％の増加歪みを見たい

Pee ~ (sin212)

Pee ~ (1-(1/2)sin2212)

Electron total energy [MeV]

　solar+　e 　+ e　　

Scientific　American

solar 　　

Ee = 9.87MeVcossun = 0.915

電子は ν の入射方向に反跳されやすい

Ee = 9.87MeVcossun = 0.915

リアルタイム観測が可能　昼夜変動や季節変動の観測

光を受けた PMT の数からエネルギースペクトル測定 (6 ヒット /MeV)

リングのパターンから粒子方向（太陽方向）

SK における太陽 ν の反応

e　　 　 デデデ　　 e-　=~0.15×ee-

直径 40 ｍ高さ 40m50kton の純水タンク有効体積 22.5kton

SK 実験の概要

SK-III 太陽ニュートリノ観測SK-I と違う点　　　　　　　　　　　　　　貢献

度• ＦＲＰ＋アクリルカバー　が全ＰＭＴに取り付けられた 　　☺ 再建参加　 ( ＦＲＰによる BG 増☹ )• 統計量が約 3 分の 1☹ 　 系統誤差で勝負• 水循環システムの改良 　　　　　☺ 手伝う• 検出器較正の改良 　　　　　☺ ＰＭＴ時間較正担当• 方向再構成方法 　　　　　　　　　　☺ 担当• 検出器シミュレーション 　　　　　☺ 一部担当• リダクションツール 　　　　　　　　　☺ 担当

SK-III 太陽 ν 解析の概要• データセット： 2006/8/5-2008/8/18

– 100%eff @6.5MeV, 実測期間　 121.7 日– 100%eff @5MeV, 実測期間　 331.5 日– 100%eff @4.5MeV, 実測期間　 94.8 日

• 主なデータリダクション– ランセレクション： 4.5-6.5MeV のサンプルでは、 ＢＧレベルの高い期間

(較正作業後や水装置のメンテナンスによる ) は除かれている。 その結果、実測期間は　 298.2 日となった 。 6.5-20MeV のサンプルでは、実測期間 547.9日となった

– ノイズリダクション　（ Fiiducial volu ｍ e cut: 22.5kton など）– Spallation cut ：宇宙線 μ起源の BG カット– Ambient cut ：ヒットパターンと時間分布の質の悪い事象をカットする。– Gamma ray cut: 壁際の γ線起源の BG カット– Clustering hit cut; 低エネルギー BG のための新しいカット– Tight fiducial volume cut: 　低いエネルギー領域に適用

低エネルギーＢＧの削減

• 水循環システムの改良• 検出器較正の改良

–特に PMT 応答時間較正• 新しい BG除去方法の開発

ＰＭＴ応答時間較正の改良これまでは～ 4nsec のレーザーを使用していたPMT の時間分解能～ 3nsec@1p.e.

散乱反射の遅いヒットの影響を受けていた

SK-III で初めて導入された較正

ヒットタイミング [nsec]

タイミ

ング

の補正

これまでになかった新しい補正

傾き　-0.67ns/100ns

この改良により有効体積の不定性が

これまでの 1.3% から 0.54% になった※これまでの較正はヒットチャージ、ＰＭＴの位置に依存する補正のみ

線源の位置と再構成位置とのずれ新較正適用前 新較正適用後

新較正を適用した前と後

R2 [m2] Z [m]

Num

ber o

f Eve

nts

After

/Bef

ore

0.7

192day 分のデータ , ファイナルサンプル用のカット適用（ tune は SK-I に合わせてある） , で効果を見る。

特に壁際でバックグランドが 2割以上削減

Z

R

低エネルギー BG のための新しいカットの開発

• 位置的なクラスターと時間的クラスターを見つけるカット。

Hit timing distribution [nsec]

ここで標的となる BG は小さなクラスタと DARK ヒットが重なったものが多い。つまり TOF を引かない時間分布をみると、比較的小さなピーク（ 10nsec に 5から 7 ヒット）と DARK によるまばらな時間分布になる。一方、本物の壁付近の ν事象は時間的にもまとまった分布（ BG よりも大きなピーク）になる。

Hit charge distribution [p.e.]

カット変数パターンのクラスターを見

つける変数 R02• 20nsec 以内のヒット PMT

の内 1/5 のヒ PMT が含まれる、最小の半径を探す。

その半径を R02 とする

ヒットタイミングのクラスタを探す変数 N20rawT

• TOF を引かないヒット時間分布の 20nsec 以内のヒット数 N20rawT

R02

N20rawT

Hit timing [nsec]

Hit PMT

N20rawT と　 R02 　の相関N

20ra

wT/

Neff

BGサンプル（ Gamma ray Cut 後 ）R> 13m z>-3m

太陽 νMC（ Gamma ray Cut 後 ）R> 13m z>-3m

R02 cm R02 cm BG のクラスタと信号を区別することができる。　

5.<E<6.5 　 MeV

line y=75./x

5.<E<6.5 　 MeV

１次元分布　 R02*N20rawT/Neff

Blue BG サンプルRed 太陽 νMC

Gamma ray Cut 後R> 13m z>-3m

4.5<Energy <5.0

sign

ifica

nce

R02*N20rawT/Neff R02*N20rawT/Neff

cut cut

Gamma ray Cut 後R> 13m z>-3m

5<Energy <6.5

Vertex 分布　新カット前 ( 上図 ) 後（下図）

FV12.3ｋｔ FV13.3ｋｔ FV22.5ｋｔ

事象

/day/grid

5.5-6.5 MeV5.0-5.5 MeV4.5-5.0 MeV

R2 m2R2 m2R2 m2

Z m

系統誤差を小さくする

SK-III 系統誤差　 ( フラックスに対する )

Winter又はＯｒｔｉｚの異なる計算を用いた場合

1.3%@SK-I　　 ( ＰＭＴ時間較正の改良 )

1.2%@SK-I ( 方向再構成の改良 )

0.65%+2.1%-1.6%@SK-I　　　　　（リダクションツール、ＭＣの改良）

0.5%@SK-I ( 方向、 vertex shift の改善 )

+3.5%-3.2%@SK-I 　約 60% になった

エネ

ルギ

ー相関

あり

エネ

ルギ

ー相関

なし

方向再構成の改良

• 方向再構成の Likelihood関数にエネルギー依存を導入。

Electron Energy [MeV]

SK-I angular resolution

SK-III angular resolution

~10%improvement@5MeVD

egre

e

Electron Energy [MeV]

MC

とD

eta

のず

れ

最大でも0.7% のずれ

SK-I と　 SK-III のエネルギー相関のある系統誤差

エネルギースケール　 0.53%エネルギー分解能　 2.5%Ortiz B8 spec & Bahcall err.

Erectron Total energy MeV Erectron Total energy MeV

エネルギースケール　 0.64%エネルギー分解能　 2.0%Ortiz B8 spec & Bahcall err.

SK-IIISK-I

Winter （新） と　 Ortiz （旧）　　の８ Bスペクトル

α エネルギーの精密測定不定性が 0.275%Bahcall の 10 分の 1 の大きさ .

4MeV Total ElectronEnergy 20MeV

within5%

Orti

z /

Win

ter

Total Electron energy MeV 2010

OrtizWinter

8B8Be+e++ν　　　　　 　↳ α崩壊　　 4He+4He

データ解析

各リダクションステップごとの事象数とカット効率

SK-I SK-III

6.5-20MeV 　 547.9日

4.5-6.5MeV298.2 日

Fid.v 22.5kt

13.3kt12.3kt

4.5-5.5MeV でＢＧが減った

太陽角分布　 5-20MeV

SK-I:2.38+/-0.02(sta.)+/-0.08(sys.) ×106cm-2s-1

SK-II:2.41+/-0.05(sta.)+/-0.16(sys.) ×106cm-2s-1

(re-fitted with Winter06 spectrum)

これまでで最も精度よくフラックスを求めることができた

低エネルギービン毎の太陽角分布

Even

t/da

y/kt

on

4.5-5MeV の BG レベルは SK-I の 5-5.5MeV 領域の BG レベルと同等※系統誤差を見積もり中なので、今回の振動解析には含まれていない

SK 2 の定義

8B hep flux の振動あり / 振動なし

統計＋ E相関のない系統誤差

δB,δS,δR,β,η がフリーパラメータ

スペクトルフィット 時間変動　　 E相関のある系統誤差

χ2 の続きSK-I,II,III の結果を合わせる

9 パラメータで最小化する

さらに、 SNO の NC フラックスの結果を考慮する

Flux を決める β と η は共通最新の SNO の結果（ 2009 ）

SK からの Allowed 領域

LMASMA

LOW

LMA 解のみが95 ％ C.L. で許される。

全太陽ニュートリノ実験（ Global 解析）と KamLAND 実験を合わせた振動解

析• SK-I,II,III 　スペクトル + 時間変動• SNO 　 phase-I 荷電カレント (CC)事象レート (2002) • SNO 　 phase-II 荷電カレント事象レート (2005)• SNO 　 LETA 　中性カレント (NC)事象レート　 (2009)

（ phase-I,II 　 NC レートの再解析と phase-III NC レートを合わせた NC レート）

• Ga 実験　 GALLEX 、 GNO 、 SAGE をまとめたレート (2009) • Cｌ実験　 (1998)• Borexino 　 7Be レート (2008) • KamLAND 原子炉ニュートリノ振動結果 (2008)

デデデデデデデデ 2

β と　 η がフリーパラメータ .

Ga/Cl

Ga/Cl/Borexino

95% C.L.

2 世代グローバル振動解析結果

m2=6.0 x10-5 eV2

tan2=0.44

+1.0-2.1

+0.03-0.04

SNO の最新結果 (２００９ ) と比較

今回の結果

m2=7.6 x10-5 eV2

tan2=0.44

95 ％ C.L.

+0.04-0.03

+0.1-0.4

SK-III の貢献度

Δm2 [×10-5ev2]

tan2

Δχ2

Δχ2

95% C.L.

tan2=0.44

Δm2 = 6.0×10-5eV2

観測結果の比較

Latest KamLAND

Latest SNO 実験理論※　 sin2θ13=0.01Solar,ATM.Reactor(KL,CH),Acc(K2K,MINOS).

※

SK-III エネルギースペクトルD

ATA/

SSM

(BP2

004)

Total electron energy [MeV]

Best-fit 　(tan2=0.44 m2=6.0 x10-5 eV2) χ2= 26.7/20dofFlat distribution χ2= 27.7/20dof

Black: Stat. and E-uncor Sys.Blue: StatRed: E-uncor Sys.

E-cor Sys.Red line: Expected oscillated spectrum 8B (best fit) and hep (ssm)

展望今回の解析で低エネルギー BG は約 5

0 ％削減することができた。　　 7割の達成率。系統誤差は全体で約 60 ％になった　＝エネルギー相関　　　のある部分は 10 ％（ Ortiz ）　＝エネルギー相関　　　のない部分は 60 ％

>Winter スペクトルを使用。>E-相関　 Sｙｓ . を見直すよちがある>SK-IV では閾値４MeV 可能 ( 新エレキ） Year

Sigm

a le

vel o

f up

turn

SK の感度

Solar

KamLAND

ＢＧは現在と同じレベルでエネルギー相関のある系統誤差を SK-I の半分であることを仮定

まとめ• SK-III における太陽ニュートリノ観測を行った• SK におけるフラックスをこれまでで一番精度よく• 　 2.32±0.5(stat.)±0.4 (sys.) ×105cm-2s-1

• と求めることができた。• ２世代グローバル振動解析の結果

• 　 スペクトルの有意な歪みは観測できなかったが　　 BG 削減、系統誤差の削減により今後の観測に期待がかかっている。

m2=6.0 x10-5 eV2

tan2=0.44

+1.0-2.1

+0.03-0.04

m2=7.6 x10-5 eV2

tan2=0.44+0.04-0.03

太陽 ν 太陽 ν ＋ KL +0.1-0.4

太陽 ν ＋ KamLANDにおける Θ13 の測定

• イントロ• 方法• 測定結果• 展望

KamLAND (2008) from official site

太陽 ν 、 KamLAND 大丈夫？

Fogli et.al arXiv:0905.3549v2例えば、 SK-ES,SNO-CC からの 8BFlux,　　　　　　 SNO-NC の 8BFlux, SSM の予想する 8BFlux 　　　　　　　　　　　　　　 はエラーの範囲で一致

KamLAND L/E 精密測定

大丈夫です。太陽 ν 観測も KamLAND も結果に十分自信を持っています（エラーの範囲内で）

三世代解析

solar,reactorsθ12~34o

2523.020.0

221

022.0016.012

2

eV 1065.7

304.0sin

m

atmospheric,accelerators

θ23~45o

sin223 0.50 0.060.07

m232 2.40 0.11

0.12 10 3 eV2

CP violation can be observed ifθ13>0

sin213 0.035, 90% CL

0.056, 3

23 13

13 13 12 12

23 23 12 12

23 23 13 13

rotation around x-axis with angle rotation arrotation around y-axis with angle

1 0 0 0 0

0 0 1 0 0

0 0 0 0 1

CP

CP

i

i

c s e c s

U c s s c

s c s e c

デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デ デデ12ound z-axis with angle

デ デ デ デ デ デ デ

2008 New J. Phys. 10 113011

θ13 の効果Su

rviv

al P

roba

bilit

y2

世代

振動

との

差

tan2 θ12 = 0.47 Δm2 21 = 7.6 ×10−5 eV2

Δm2 23 = 2.3 ×10−3 eV2 Day Night は半分半分。

θ23=2/Pi, CP位相 =0, Normal Hierarchy

sin2θ13= 10-5

sin2θ13= 0.25

From PhD thesis of O. Simard

Δm132 の符号

From PhD thesis of O. Simard

tan2 θ12 = 0.47 Δm2 21 = 7.6 ×10−5 eV2

Day Night は半分半分。 θ23=2/Pi, CP位相 =0

θ13 の項の確認

Fogli @ Neutrino Telescopes 2009

※物質効果から真空振動への transition は上の式に含まれていません。

sin212

sin2

13太陽ニュートリノにおける 13

m212=7.6x 10-5 eV2

sin212=0.31 (tan212=0.45)

sin213=0.0 sin213=0.04 sin213=0.08

Pee ~ (1-2sin213)(sin212)Pee ~ (1-2sin213)(1-(1/2)sin2212)

Materr oscillation dominant

Vacuum oscillation dominant

θ13 の効果

Fogli et.al arXiv:0905.3549v2

赤；太陽 ν　　 Radiochemical SNO-I,II,III SK ES青： KamLAND 2008

θ13>0 の場合Solar が予想する θ12

と KamLAND の予想する θ12

とが近くなる。

• SK-I,II,III Spectrum and time variation (2006,2007,2009) • SNO : CC flux(2002+2005)

NC flux(2007+2009), Day/Night asymmetry(2002)

• Radiochemical : Cl, Ga– New Ga rate: 66.1 +- 3.1 SNU (All Ga global) From

Phys.Rev.C80:015807,2009. • Borexino

– 7Be rate: 48 +/- 4 cpd/100tons PRL 101: 091302, 2008

• KamLAND 3rd results PRL 100, 221803(2008) (1600 day )

Global 解析

• 実際に動かす振動パラメータ– θ12 、 θ13 、 Δm12 　 (θ12 Δm12:LMA, sin2θ13 =0-

0.1)• Δm23=2.4×10-3eV2

• θ23=2/Pi, CP位相 =0, Normal Hierarchy

SK+SNO+Radiochemical+Borexino(Be7)

BestMin 2 = 51.4m2 = 5.8×10-5 eV2

tan2 = 0.44(sin2 = 0.30) sin213 = 0.005B8 = 0.92× B8,SSM

hep = 4.3 × hep,SSM

Other parameters are chosen to minimize 2

3f_1.eps 3f_2.eps

68% C.L. 95% C.L. 99.7% C.L.

68% C.L. 95% C.L. 99.7% C.L.

1D plot

sin213

2

sin213<0.057 @95%C.L.

3f_5.eps

m2=5.8 x10-5 eV2

tan2=0.44+0.03-0.03

+1.0- 1.6

得られた結果SNO の解析

SK: SK-I zenith spectra, SK-II day/night spactra SNO: SNO-III, LETA

SK の解析　　　　 ＜ 5.7 (95% C.L.)SK: SK-I ,II,III spectrum and time variation SNO: SNO-III+LETA (only NC rate) , SNO-I,II (only CCrate)

1.2σ

1.2σ～ 1.5σ 　の有意性で θ13＞ 0Fogli や Schwetz の解析と consistent な結果がえられた。　

Global 解析

線の内側が許される領域

SK-IIISK-III

Time variation の χ２

日震学測定とずれる前の図

SK-III スペクトルフィットパラメータ

• 太陽 νベストフィット• -19 -4.22 0.917 1.88 -1.48E-08 0.370 -0.220• 太陽 νKamLANDベストフィット• -18 -4.12 0.884 2.30 9.68E-10 0.262 0.134

Global χ2 の SK-III 系統誤差依存

Δm2 [eV2]

ｔ an2θ12

Δχ2

エネルギー相関のある系統誤差赤　 SK-III の２倍青　 SK-III

緑　 SK-III の 0.5倍

エネルギー相関のある系統誤差赤　 SK-III の２倍青　 SK-III

緑　 SK-III の 0.5倍

それぞれの領域の振動確率

太陽角度分布　 5-20MeV

Uptern の評価太陽 νベストフィット χ2= 21.2/20dof太陽 ν ＋ KamLAND ベストフィット χ2= 21.2/20dofフラット分布 χ2= 21.5/20dof

Electron Total Energy [MeV]

DA

TA

/SS

M20

04SK-III スペクトルと振動解析結果の期待値

Winter 06 spectrum

SK-I SK-II SK-III with Solar best

SK-I SK-II SK-III

Total electron energy [MeV]

stat. uncertainty only

Winter 06 spectrum

スーパーカミオカンデ検出器

エレクトロニクスハット

コントロールルーム

水純化装置

SK2km

3km

1km(2700mwe)

39.3m

Inner Detector (ID)20 インチ光電子増倍管（ PMT ）が 11129 本(SK-III)40 ％光電面被覆率

Outer Detector (OD)8インチ PMT が1885 本(SK-III)

跡津口へ

跡津口茂住

岐阜県飛騨市神岡町池の山

41.4m

LINAC

SK 検出器　　　　　

太陽ニュートリノν+e- ν+e-

超新星爆発ニュートリノ

水流制御システム

　　これまでの水の流れ　　

上下部に

淀みがあっ

た

OD タンクの上部中央と下部からも水を取り出すことで淀みをなくす。

次のプロットの説明

SK tank

5m 有効体積カット

2m 有効体積カット

有効

体積

をz

で8

分割

-16m～ -12m

-12m～ -8m

-4m～ 0m

-8m～ -4m

0m～ 4m

4m～ 8m

8m～ 12m

12m～ 16m

時間　 (SK-III SLE) 時間　 (SK-III SLE)

プロットの縦軸は、ノイズカット＋クオリティーカットがかかった後の4.5-5MeV の事象発生率　 (count/day/kton)

安定したイベントレート期間の選別

1 月 07 年 1 月 07 年 9 月 08 年9 月 08 年

水質変化の原因• 5/16-24 2007 循環システムストップ• 6/11-7/30 2007 水の流れの変更 （タンク上から入水）　• 7/16-27 2007 新エレクトロニクステスト• 7/30 2007 水の流れ変更（ファイナルセットアップ）• 9/10-13 2007 循環システムストップ• 11/ 2008 入水温度変更• 1/ 2008 比抵抗測定用ケーブル導入• 2/ 2008 LINAC 較正• 3/ 2008 循環システムストップ• 4/ 2008 　循環システムストップ　シーケンサー導入• 6/ 2008 循環システムトラブル　で下部から高 Rn 水が侵入• 7/ 2008 新エレクトロニクステスト

Vertex 分布X 分布

Y 分布

Before Gam CutAfter Gam CutAfter Cluster cut

Vertex 分布Z 分布

R2 分布

Before Gam CutAfter Gam CutAfter Cluster cut

方向分布Dir X 分布

Dir Y 分布

Dir Z 分布

Before Gam CutAfter Gam CutAfter Cluster cutAfter Tight FV cut

時間分布の TUNE

Water scattering systemWater scattering system

8 Light Injectors4 wavelengths(337,365,400,420nm)Take laser data every 6secfor each wavelength (1800*8*4 events/day)Measurement of the water scattering parameter for event reconstruction

SK-ISK-II

水の散乱吸収パラメータ水の散乱吸収パラメータ

Wavelength(nm)

1/at

ten

uat

ion

len

gth

(1/

m)

-1

-2

better water quality

absorption+scatterings

Included in MC and new fitter

1/at

ten

uat

ion

len

gth

(1/

m)

Wavelength(nm)

Abs.+Scatt.AbsoprtionRay. scatt.Mie scatt.

COREPMT(平均 Q.E.) の TUNE

DTcalib. によるトリガー効率測定

LINAC 最低エネルギーモードX = -4m y=0, z=0

MCDATA

Total energy[MeV]

0.5 ％以内スケールのずれ

MCMean4.27Sigma0.82DATAMean4.25Sigma0.81

エネルギースケール

1 LINAC期間中の水透過率の精度

2 位置依存 （ φ 方向）3 時間変化　 4 MC simulation の Tuning

精度5 LINAC の電子ビーム精度6 方向依存

SK-I

0.22 %

0.21 %

0.11 %0.1 %

0.21 %

0.5 %

0.64%

SK-III

0.22 %

0.35%

0 %0 %

0.21 %

0.25 %

0.53%

LINAC で tuning

Energy scale systematic uncertainties(2)

Energy In Tank

Average over all position and energy = 0.22%

(E’-

E)/

E

E : energy of MC with 139m WTE’ : energy of MC with 137m WT

Energy scale systematic uncertainty by position dependence = +/-0.35%

Energy scale systematicuncertainty by WT = +/-0.22%

Difference of the water transparency (WT) before (~139m) and after (~137m) LINAC calibration : ~2.0m

透過率の Z位置依存 (TBA) を導入

黒　ＤＡＴＡ緑：位置依存なし赤：位置依存あり

Top Bottom Asymmetry (TBA) パラメータ

Ni事象の PMT ヒットレート

2008 年 8 月 DTcalib上： TBA あり下： TBA なし

考慮すべきはLINAC 方向 (下 ) のスケールとその他の方向のスケールがどれだけずれているか。TBA ありでは 0.02% 少なく見積もりすぎか？統計誤差を（ 0.25 ％）方向依存の不定性にとる。

E- スケール方向依存

DTGen. の影で解析には使えないLINAC 方向（下向き）

Cos θｚ

+/- 0.5%

+/- 0.5%

季節変動SK-III のみχ2= 13.6 With dof = 7Probability 5.95%

Cf. SK-Iχ2=4.7/7 ( 69.9%)

SK-I,II,IIIχ2= 3.6 ( 統計誤差のみ )With dof = 7Probability 89%

)sys(013.0)stat.(031.0057.02/)(

)(

NightDay

NightDayDNA

昼夜のフラックスの違い

Day スペクトルNight スペクトル

DAY-NIHGT Asymm. の　エネルギー閾値依存

Threshold energy [MeV]

AD

N

SNO 実験結果の χ二乗の定義

Radiochemical+Borexino 実験結果の χ二乗の定義

他の太陽 ν 実験結果を含めた解析

（ Global 解析）

参考文献　 PHYSICAL REVIEW D 62 013002 　

sin212

sin2 1

3

Analysis of 3 flavor neutrino oscillation (Effect of 13)

m212=7.6x 10-5 eV2

sin212=0.31 (tan212=0.45)

sin213=0.0 sin213=0.04 sin213=0.08

Pee ~ (1-2sin213)(sin212)Pee ~ (1-2sin213)(1-(1/2)sin2212)

Materr oscillation dominant

Vacuum oscillation dominant KamLAND

Pee ~ (1-2sin213)(1-sin2212sin2(m221L/4E) )

(Vacuum Oscillation)

SK+SNO+Radiochemical+Borexino-

sin2

13

13 & 12

log

(m

22

1)

68.3%95%99.73%(2d.o.f.)

m221 & 12

sin213 = 0.01

log(m221)

= -4.22log10(tan2)

Other parameters are chosen to minimize 2

log(m221)

= -4.22

sin213

2

Result of 13 measurement from SK-I+II+III andother solar neutrino data

2 distribution as a function of sin213 for solar global

3 ,056.0

C.L. 90% ,035.0θsin 132

CHOOZ reactor experiment

025.0010.013

2 010.0θsin

next reactor exp. sensitivity :sin213 > 0.0025

SNO の最新結果　 (2009)

SK+SNO+Ga+Cl+Borexino+Kamland- Comparison with SNO(2009)-

Ga,Cl,BorexinoSNO(2009)

68%95%99.73%(2d.o.f.)

Comparison with SNO(2009)68%95%99.73%(2d.o.f.)

m2

21

12 & m221 13 & 12

tan212

sin2

13

SNO(2009) SNO(2009)

Other parameters are chosen to minimize 2

SK-I, 　 SK-II

Significance before after the new cut• The vertex distributions in the first page show that inside of

R2=144m(R=12) is already clean, I checked the effect of new cut only for R>12m. For the calculation of Significance, the number of events inside R=12m is also taken into account in both MC and DATA

R2 m2

Sign

ifica

nce

s/sq

rt(B

G)

Red 5.0 - 5.5 MeVBlack 5.5 - 6.5 MeVSolid line: after new cutDashed line; before new cut

There is few % increaseof significance , From this figure, we can get tight fid.vol values, and from where this new cut should be applied.

New cut tight fid.vol cut

New cut

New cut

tighter goodness cut for 4.5-5MeV

ovaq value

sign

ifica

nce

Blue BG sampleRed MC

after gamcutR> 13m z>-3mEnergy 4.5<E<5 MeV

Especially for 4.5<E<5 MeV,to reduce more BG,I applied tighter ovaQ (=goodness^2-dirKS^2)

CUT

R2 m2

Z m

Significance of 4.5-5MeV

R2 m2

Sign

ifica

nce

In the same way,I selected the tight fic.vol.

New cut

tight fid.vol cut

Slope of U-D/((U+D)/2)

6.5 <ENERGY < 14MeV 0<Day< 765 day

Spallation 前のサンプルでエネルギースペクトルの上向きの事象（ U ）下向きの事象（ D ）　の差をしらべた

After chenge energy scalce by 0.25%

0<Day< 765 day

Slop

e of

U-D

/((U

+D)/

2)Eup *1.0025Edown * 0.9975

歪みのモデル依存

Trigger eff. uncertainty

5-5.5 MeV 5.5-6 MeV 6-6.5 MeV 6.5-SLE1 (88day)

+/- 1% +/- 0.5% +/-0.1% 0

SLE2(210day)

+/- 3% +/- 1% +/-0.1% 0

total +/- 2.4% +/- 0.85% +/-0.1% 0