Neutrina Warszawska Grupa Neutrinowa w IPJ 2005 Danuta Kiełczewska, Tadeusz Kozłowski (PII), Piotr Mijakowski, Paweł Przewłocki, Ewa Rondio, Joanna Stepaniak, Maria H. Szeptycka, Joanna Zalipska UW: Wojciech Dominik, Katarzyna Grzelak, Tomek Palczewski, Magdalena Posiadała, Justyna Łagoda PW: Leszek Raczyński, Robert Sulej, Krzysztof Zaremba http://neutrino.fuw.edu.pl/

Eksperymenty ICARUS (T600) Ciekłoargonowy modularny detektor w laboratorium Gran Sasso (Włochy) K2K Eksperyment z długą bazą (Japonia) T2K Nowy eksperyment z długą bazą (Japonia) ArDM Ciekłoargonowy detektor ciemnej materii w Canfranc (Hiszpania)

ICARUS T600 T600 w hali w Gran Sasso Instalacja w roku 2006 (prace trwają) Trwają testy elektroniki, przygotowania do instalacji kriogeniki Detektor Prezentacja na PLC’2005 (Kazimierz nad Wisłą) – Paweł Przewłocki

ICARUS – analiza danych testowych - pizera Znaleziono 250 zdarzeń π0→γγ zarejestrowanych w czasie naświetlenia detektora T300 na powierzchni ziemi. Pomierzono energie, kąty i zrekonstruowano masę. Znakomity detektor!

Przykład symulowanego oddziaływania NC nm z produkcją pizera Kaskada elektromagnetyczna fotonu powstałego z rozpadu mezon p0. Kaskada elektromagnetyczna fotonu powstałego z rozpadu mezonu p0. Tor protonu Punkt oddziaływania nm z Ar, miejsce powstania i rozpadu mezon po.

K2K Publikacje w roku 2005: (D. Kiełczewska, J. Zalipska): ad 1 ad 2 „Evidence for nm oscillation in an accelearator-based experiment”, Phys. Rev. Lett. 94 (2005) 081802 2. „Measurement of single p0 production in neutral current n interactions with water by a 1.3 GeV wide band nm beam”, Phys. Lett. B619 (2005) 255-262 3. „Search for coherent charged pion production in neutrino-carbon interactions”, hep-ex/0506008, submitted to Phys. Rev. Lett. K2K ad 1 ad 2 99% 90% 68% sin22q23

K2K Wkład w eksperyment W bliskim detektorze 1KT: (J. Zalipska) W bliskim detektorze 1KT: Analiza danych neutrinowych i kalibracyjnych Praca nad programem do identyfikacji cząstek W detektorze Super-Kamiokande – udział w poszukiwaniu oscylacji nmne: Testowanie programu do redukcji tła pochodzącego od oddziaływań z produkcją p0 przy użyciu danych z próbki neutrin atmosferycznych 2. Ocena błędów systematycznych 3. Udział w komitecie autorskim przygotowującycm publikację

K2K Wkład w eksperyment c.d. Poszukiwanie oscylacji nmne - przygotowanie publikacji w oparciu o pełną próbkę danych: 9.2*1019 protonów na tarczy Wynik: Dane: 1 przyp. Oczekiwane tło: 1.7 w tym oddz nm: 1.3 domieszka ne: 0.4 kropkowana: czułość eksper. tzn oczekiwany wynik gdy liczba obserwowanych przyp = tło

Tokai2Kamioka (T2K): eksperyment z długą bazą (Japonia) - stacja 2km Akcelerator, rożek i rura rozpadowa Bliski detektor Detektor daleki (SuperKamiokande) Detektor pośredni Monitor mionowy W eksperymencie szukamy znikania neutrin mionowych (nmnx) i pojawiających się neutrin elektronowych (nmne) T2K LAr Chcemy zmierzyć θ13, Δm232, θ23 LOI, proposal dla NUSAG (Andre Rubbia)

Symulacje oddziaływań neutrin – Nuance, NUX+Fluka, NEG-N Jakiej symulacji użyć dla T2K-LAr? Używamy Nuance’a (darmowy), sprawdzając, czy daje podobne wyniki jak pozostałe generatory – Nuance nie był dotąd stosowany do symulacji oddziaływań w argonie   NEG-N Argon Nuance NEG-N no rescattering Nuance no (Argon) (Oxygen) Pi0 0.272/event 0.330GeV/c 0.20/evt 0.32 GeV/c 0.246/evt 0.406 GeV/c 0.22/evt 0.42GeV/c 0.42 GeV/c Pi+ 0.597/evt 0.351GeV/c 0.43/evt 0.34 GeV/c 0.754/evt 0.367 GeV/c 0.77/evt 0.37GeV/c 0.80/evt 0.36GeV/c Pi- 0.014/evt 0.294GeV/c 0.05/evt 0.21 GeV/c None n 0.779/evt 0.425GeV/c 2.67/evt 0.26 GeV/c 0.230/evt 0.850 GeV/c 0.28/evt 0.71GeV/c 0.26/evt 0.70GeV/c p 1.428/evt 0.480GeV/c 3.48/evt 0.29 GeV/c 0.769/evt 0.689 GeV/c 0.88/evt 0.65GeV/c 0.90/evt 0.63GeV/c Nuance no rescattering (Ar) Nuance with rescattering (Ar) NUX+Fluka with rescattering (Ar) pi 0 0.36/evt 0.43GeV 0.31/evt 0.35GeV 0.32/evt 0.38GeV pi plus 0.75/evt 0.44GeV 0.52/evt 0.41GeV 0.54/evt pi minus 0.06/evt 0.36GeV 0.10/evt 0.26GeV 0.32GeV n 0.81GeV 2.27/evt 0.30GeV 3.13/evt 0.21GeV p 0.84/evt 0.79GeV 2.95/evt 2.34/evt 0.39GeV aaaaaa

Separacja e / π0 w T2K LAr Prezentacja na XX Sympozjum Maxa Borna we Wrocławiu (Paweł Przewłocki) Poszukujemy pojawiających się neutrin elektronowych główne źródło tła: pizera z oddz. NC neutrin mionowych ile takich oddziaływań pomylimy z elektronami? Trzy metody rozpoznawania pizer: νe CC νμ NC p0

Separacja e / π0 w T2K LAr NC evts w/o FSI with FSI #evts 25889 25636 #evts with 1 or more pizeros 6334 (24%) 4301 (17%) #pizero events with 1 or more visible track 3325 (13% of all, 53% of all pizero evts) 2762 (11% of all, 64% of all pizero evts) #unidentifiable pizeros 3009 (48% of all pizero events) 1539 (36% of all pizero events) Sprawdzamy w ilu procentach przypadków pizerowych wierzchołek jest widoczny, tzn istnieje jakaś widoczna (w LAr) cząstka w tym miejscu. Kryterium widocznośći (na początek): sygnał na kolejnych trzech drutach detektora 3 druty Niskie energie: trzeba skanować – następny etap

ArDM (Argon Dark Matter) http://neutrino.ethz.ch/ArDM detektor ~ 700 litrów ETH Zurich (A.Rubbia) Univ. of Zurich (C.Amsler) Univ. de Granada (A.Bueno) CIEMAT Madryt IPJ (T.Kozłowski, P.Mijakowski, E.Rondio) Univ. of Sheffield (N.Spooner) LEM ZASADA DZIAŁANIA: c + Arw spoczynku  c + Arodrzut mierzymy energię jąder odrzutu [30-100 keV] z elastycznego rozpraszania WIMP-ów (c) Ar (10 cm) 170 cm LAr (120 cm) STATUS: budowa i testowanie prototypu detektora w CERN (~1 tona LAr): czas 1 rok LOI, instalacja w lab. CANFRANC (Hiszpania): czas 1 rok fotopowielacze

ArDM - symulacje tła neutronowego w GEANT4 NEUTRONY – źródła 1 neutrony z otoczenia – skały 2 neutrony z elementów detektora 3 neutrony z mionów kosmicznych spont. rozszczepienia 238U oraz reakcje (a,n) - a z rozpadów prom. izotopów U/Th CEL: określenie liczby oddziaływań neutronów (dają taki sam sygnał co WIMP-y) PRZYKŁAD ANALIZY (neutrony ze skały): wielokrotne rozpraszanie rate 1/day widmo energii jąder odrzutu N odległość między rozproszeniami gęst. prawd. rozkład energii początkowej neutronów rate 1/day rate 1/day Tn [keV] TAr [keV] d [mm]