T2K実験におけるニュートリノビーム生成についての研究

T2K实验中微子束产生研究

基本信息

批准号：
20039012
负责人：
坂下健
金额：
$ 1.34万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20039012/
关键词：
ニュートリノ振動実験ハドロン生成ニュートリノ振動

项目摘要

本研究の目的は、T2K実験において、電子ニュートリノ出現事象に対する背景事象の数を精度よく見積もる事、また、ミューオンニュートリノ消失事象から混合角、質量自乗差を精密に測定するためにスーパーカミオカンデ検出器(SK)での振動がない場合のエネルギー分布の不定性を小さく抑える事である。そのために、陽子と炭素ターゲットとの相互作用からのハドロン(ニュートリノの親粒子であるπ中間子やK中間子)の生成を測定し、この結果をT2K実験のニュートリノビーム生成のシミュレーション(Beam MC)の中で使用する事で、ハドロン生成の不定性を減らして研究目的の達成を目指す。今年度は、陽子と炭素ターゲットとの1次相互作用からのハドロン生成分布の高統計のデータをCERN SPS加速器を用いたNA61実験で収集した。1次相互作用からのπ中間子については、本研究の目的を達成するために必要な統計量をほぼ達成した。また、平成19年度に測定したハドロン生成のデータの解析を海外共同研究者と協力して行い、正電荷および負電荷のπ中間子の運動量一角度分布をまとめた。次に、T2K実験のbeam MCを用いた研究を進めて、本研究で収集したデータとこれまでBeam MCで使用していたハドロン生成モデル(GEANT-FLUKAモデル)と比較し、ニュートリノのエネルギー分布の違いについて約5%以下である事を暫定的に確認した。

这项研究的目的是准确估计T2K实验中电子中微子外观事件的背景事件的数量，并保持能量分布的不确定性，如果在超级Kamiokande探测器（SK）上没有振动的情况下，以准确地测量与Muon Netprino中性失踪事件的混合角度差异。为此，我们从质子和碳靶的相互作用中测量了Hadron（Pimeson和K Mesons，是中微子的母体颗粒）的产生，并在T2K实验中使用这种结果来模拟中微子束的产生（Beam MC），并旨在降低Hadron产生并实现研究目标的不确定性。今年，使用CERN SPS加速器在NA61实验中收集了从质子和碳靶的主要相互作用中产生强子产生分布的高统计数据。对于一阶相互作用的先驱，几乎实现了实现这项研究目标所需的统计数据。此外，我们分析了2007年与海外合作者合作测量的强子生成数据，并编制了正电荷和负电荷亲核的动量分布。接下来，我们在T2K实验中使用Beam MC进行了一项研究，并将本研究中收集的数据与Beam MC中使用的强子生成模型（Geant-Fluka模型）进行了比较，该模型直到现在一直在Beam MC中使用，并暂时确认了中微子的能量分布差异差异少于5％。