Transcript - 京都大学理学研究科高エネルギー物理学研究室

Precise Measurement of
Solar 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
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•
•
•
•
•
•
•
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
実験
R.Davis Cl実験
最初の太陽ν観測結果
レート Cl/SSM=0.3
太陽ν問題
Ga実験スタート
Kamiokande
レート Kam/SSM=0.47
日震学の測定
年
1939
1962-3
1968
1978,86
1990
1994
1995
大気ニュートリノ振動を確認
SK-I 最初の結果 SK/SSM=0.36
Ga実験結果
レート Ga/SSM=0.6
1998
1999
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
2001
SSMを検証する
新たな実験結果が必要
2005
2002
：
理論
信じない
みんな信じる
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
M.S.W.太陽内部の物質効果を示唆
計算精度の向上
BP95と0.1％の精度で一致
“太陽ν問題はSSMの他にある？”
“太陽ν問題は
SSMのせいではない！”
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
Solar+KL
LMA
精密測定の時代
SMA
LOW
flavor
eigenstate
mass
eigenstate
From Decowski
Neutrino 2008
目的：物質効果によるエネルギー増歪
ne survival probability
P(ne  ne)
SK-I太陽nデータ 5MeV閾値
物質振動優勢
2
Pee ~ (sin q12)
真空振動優勢
Pee ~ (1-(1/2)sin22q12)
解析閾値4MeV,
BG70%削減、統計誤差半分
ニュートリノエネルギー[MeV]
5年分のデータ(予想)
約10％の増加歪みを見たい
Electron total energy [MeV]
SKにおける太陽νの反応
nsolar
nsolar+ e
n + e 電子はνの入射方向に反跳されやすい
ne, nm, nt に感度 s(nm(t)e-) =~0.15×s(nee-)
リングのパターンから
粒子方向（太陽方向）
リアルタイム観測が可能
昼夜変動や季節変動の観測
直径40ｍ高さ40m
50ktonの純水タンク
有効体積22.5kton
Scientific American
光を受けたPMTの数から
Ee = 9.87MeV
エネルギースペクトル測定
cosqsun
= 0.915
(6ヒット/MeV)
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 voluｍe 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～[email protected].
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
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
これまでになかった新しい補正
タイミングの補正
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
傾き
-0.67ns/100ns
ヒットタイミング[nsec]
Number of Events After/Before
新較正を適用した前と後
0.7
特に壁際でバックグランド
が2割以上削減
Z
R
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。
R2 [m2]
Z [m]
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]
Hit charge
distribution [p.e.]
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。
カット変数
R02
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
Hit PMT
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
N20rawT
Hit timing [nsec]
N20rawT と R02 の相関
N20rawT/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
line y=75./x
5.<E<6.5 MeV
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
R02 cm
１次元分布 R02*N20rawT/Neff
Gamma ray Cut 後
R> 13m z>-3m
significance
4.5<Energy <5.0
cut
R02*N20rawT/Neff
Blue BG サンプル
Red 太陽νMC
Gamma ray Cut 後
R> 13m z>-3m
5<Energy <6.5
cut
R02*N20rawT/Neff
Vertex分布 新カット前(上図) 後（下図）
Zm
事象/day/grid
4.5-5.0 MeV
5.0-5.5 MeV
FV12.3ｋｔ
FV13.3ｋｔ
R2 m2
R2 m2
5.5-6.5 MeV
FV22.5ｋｔ
R2 m2
系統誤差を小さくする
エネルギー相関あり
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
エネルギー相関なし
1.2%@SK-I (方向再構成の改良)
1.3%@SK-I
(ＰＭＴ時間較正の改良)
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
• 方向再構成のLikelihood関
数にエネルギー依存を導入。
Degree
MCとDetaのずれ
方向再構成の改良
最大でも
0.7%のずれ
~10%improvement@5MeV
SK-I angular resolution
SK-III angular
resolution
Electron Energy [MeV]
Electron Energy [MeV]
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 0.64%
エネルギー分解能 2.0%
Ortiz B8 spec & Bahcall err.
SK-I
Erectron Total energy MeV
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.
SK-III
Erectron Total energy MeV
Winter（新） と Ortiz（旧） の８Bスペクトル
8B8Be+e++ν
↳ α崩壊  4He+4He
αエネルギーの精密測定
Bahcallの10分の1の大きさ.
Ortiz
Winter
Ortiz / Winter
不定性が0.275%
within5%
10
20
Total Electron energy MeV
4MeV Total ElectronEnergy 20MeV
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
4.5-6.5MeV
298.2日
6.5-20MeV 547.9日
SK-I SK-III
4.5-5.5MeVでＢＧが減った
Fid.v 22.5kt
12.3kt13.3kt
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
Event/day/kton
低エネルギービン毎の太陽角分布
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 c2 の定義
統計＋E相関のない系統誤差
スペクトルフィット
8B
E相関の
ある系統誤差
時間変動
hep flux の振動あり/振動なし
δB,δS,δR,β,η がフリーパラメータ
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
最新のSNOの結果（2009）
Fluxを決めるβとηは共通
SKからのAllowed 領域
LMA解のみが
95％C.L.で許される。
SMA
LMA
LOW
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)
グローバル解析のc2
Ga/Cl
Ga/Cl/Borexino
β と η がフリーパラメータ.
2世代グローバル振動解析結果
今回の結果
+0.1
SNOの最新結果(２００９)と比較
Dm2=7.6-0.4 x10-5 eV2
tan2q=0.44
+0.04
-0.03
+1.0
2
Dm =6.0 -2.1
x10-5 eV2
+0.03
2
tan q=0.44 -0.04
95％C.L.
95% C.L.
Δχ2
SK-IIIの貢献度
tan2q=0.44
Δχ2
Δm2 [×10-5ev2]
95% C.L.
Δm2 = 6.0×10-5eV2
tan2q
観測結果の比較
※
Latest SNO
Latest KamLAND
理論
実験
※ sin2θ13=0.01
Solar,ATM.Reactor(KL,CH),Acc(K2K,MINOS).
DATA/SSM(BP2004)
SK-IIIエネルギースペクトル
Best-fit
(tan2q=0.44 Dm2=6.0 x10-5 eV2)
χ2= 26.7/20dof
Flat distribution
χ2= 27.7/20dof
Black: Stat. and E-uncor Sys.
Blue: Stat
Red: E-uncor Sys.
E-cor Sys.
Red line: Expected oscillated spectrum
8B (best fit) and hep (ssm)
Total electron energy [MeV]
展望
KamLAND
SKの感度
Sigma level of upturn
今回の解析で低エネルギーBGは約
50％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）
Solar
Year
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
太陽ν
+1.0
2
Dm =6.0 -2.1 x10-5
+0.03
2
tan q=0.44 -0.04
eV2
太陽ν＋KL
+0.1
2
Dm =7.6 -0.4
x10-5 eV2
tan2q=0.44
+0.04
-0.03
• 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。
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？
KamLAND L/E精密測定
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
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
U
0
1

 0 c23
 0 s
23

0 

s23 
c23 
rotation around x-axis with angle q 23
atmospheric,
accelerators
θ23~45o
sin2 q23  0.500.07
0.06
2
3
Dm23
 2.400.12
eV2
0.11 10
 c13

 0
  s13eiCP

0 s13e  iCP 

1
0 
0
c13 
rotation around y-axis with angle q13
 c12

  s12
 0

s12
c12
0
0

0
1 
rotation around z-axis with angle q12
CP violation can be observed
ifθ13>0
sin 2 q13  0.035, 90% CL
 0.056, 3s
2008 New J. Phys. 10 113011
solar,
reactors
θ12~34o
sin 2 q12  0.30400..022
016
2
23
Dm21
 7.6500..20
105 eV2
Survival Probability
2 世代振動との差
θ13の効果
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
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
From PhD thesis of O. Simard
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。
太陽ニュートリノにおけるq13
Vacuum oscillation
dominant
Dm212=7.6x 10-5 eV2
sin2q12=0.31 (tan2q12=0.45)
Materr oscillation
dominant
Pee ~ (1-2sin2q13)(1-(1/2)sin22q12)
sin2q13=0.0
sin2q13=0.04
sin2q13=0.08
sin2q13
Pee ~ (1-2sin2q13)(sin2q12)
sin2q12
θ13 の効果
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。
Fogli et.al arXiv:0905.3549v2
Global解析
• 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 )
• 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)
Other parameters are chosen to minimize Dc2
68% C.L.
95% C.L.
99.7% C.L.
Best
Min c2 = 51.4
Dm2 = 5.8×10-5 eV2
tan2q = 0.44
(sin2q = 0.30)
sin2q13 = 0.005
FB8 = 0.92× FB8,SSM
Fhep = 4.3 × Fhep,SSM
68% C.L.
95% C.L.
99.7% C.L.
3f_1.eps
3f_2.eps
Dc2
1D plot
sin2q13<0.057 @95%C.L.
Dm2=5.8- 1.6 x10-5 eV2
+1.0
tan2q
+0.03
12=0.44 -0.03
3f_5.eps
sin2q13
得られた結果
SNOの解析
SK: SK-I zenith spectra, SK-II day/night spactra
SNO: SNO-III, LETA
1.2σ
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)
FogliやSchwetzの解析とconsistentな結果がえられた。
1.2σ～1.5σ の有意性でθ13＞0
Global 解析
線の内側が許される領域
SK-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
Δχ2
Global χ2のSK-III系統誤差依存
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
Δm2 [eV2]
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
ｔan2θ12
それぞれの領域の振動確率
太陽角度分布 5-20MeV
SK-III スペクトルと振動解析結果の期待値
DATA/SSM2004
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
Winter 06 spectrum
Electron Total Energy [MeV]
SK-I SK-II SK-III with Solar best
Winter 06 spectrum
SK-I
SK-II
SK-III
stat. uncertainty only
Total electron energy [MeV]
スーパーカミオカンデ検出器
LINAC
エレクトロニクスハット
コントロールルーム
跡津口へ
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
39.3m
41.4m
水純化装置
岐阜県飛騨市神岡町
池の山
1km
Outer Detector (OD)
8インチPMTが1885本
(SK-III)
(2700mwe)
茂住
3km
SK
2km 跡津口
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
上下部に
淀みがあった
これまでの水の流れ
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
2m有効体積カット
有効体積をzで8分割
5m有効体積カット
-4m～0m
12m～16m
-8m～-4m
8m～12m
-12m～-8m
4m～8m
-16m～-12m
0m～4m
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
9月08年 1月07年
9月08年
水質変化の原因
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•
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
Before Gam Cut
After Gam Cut
After Cluster cut
X分布
Y分布
Vertex 分布
Z分布
R2分布
Before Gam Cut
After Gam Cut
After Cluster cut
Vertex 分布
方向分布
Dir X分布
Dir Y分布
Dir Z分布
Before Gam Cut
After Gam Cut
After Cluster cut
After Tight FV cut
時間分布のTUNE
Water scattering system
SK-I
SK-II
8 Light Injectors
4 wavelengths
(337,365,400,420nm)
Take laser data every 6sec
for each wavelength (1800*8*4 events/day)
Measurement of the water scattering parameter for event reconstruction
Abs.+Scatt.
Absoprtion
Ray. scatt.
Mie scatt.
1/attenuation length (1/m)
1/attenuation length (1/m)
水の散乱吸収パラメータ
absorption+scatterings
-1
better water quality
-2
Wavelength(nm)
Included in MC and new fitter
Wavelength(nm)
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
MC
DATA
MC
Mean4.27
Sigma0.82
DATA
Mean4.25
Sigma0.81
Total energy[MeV]
0.5％以内
スケールのずれ
エネルギースケール
LINAC でtuning
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
SK-III
0.22 %
0.22 %
0.21 %
0.35%
0.11 %
0.1 %
0%
0%
0.21 %
0.21 %
0.5 %
0.25 %
0.64%
0.53%
Energy scale systematic
uncertainties(2)
Difference of the water
(E’-E)/E
transparency (WT) before
(~139m) and after (~137m) LINAC
calibration : ~2.0m
E : energy of MC with 139m WT
E’ : energy of MC with 137m WT
Average over all position
and energy = 0.22%
Energy In Tank
Energy scale systematic
uncertainty by WT = +/-0.22%
Energy scale systematic
uncertainty by position
dependence = +/-0.35%
透過率のZ位置依存(TBA)を導入
Top Bottom Asymmetry (TBA) パラメータ
黒 ＤＡＴＡ
緑：位置依存なし
赤：位置依存あり
Ni事象のPMTヒットレート
E-スケール
方向依存
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。
DTGen.の影で
LINAC方向（下向き） 解析には使えない
+/- 0.5%
+/- 0.5%
Cos θｚ
季節変動
SK-IIIのみ
χ2= 13.6
With dof = 7
Probability 5.95%
Cf. SK-I
χ2=4.7/7 ( 69.9%)
SK-I,II,III
χ2= 3.6
(統計誤差のみ)
With dof = 7
Probability 89%
昼夜のフラックスの違い
ADN 
(F Day  F Night )
(F Day  F Night ) / 2
 0.057 0.031(stat.)  0.013(sys)
Day スペクトル
Night スペクトル
ADN
DAY-NIHGT Asymm.の エネルギー閾値依存
Threshold energy [MeV]
他の太陽ν実験結果を含めた解析
（Global 解析）
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
参考文献 PHYSICAL REVIEW D 62 013002
Analysis of 3 flavor neutrino
oscillation (Effect of q13)
Vacuum
oscillation
dominant
Dm212=7.6x 10-5 eV2
sin2q12=0.31
(tan2q12=0.45)
KamLAND
sin22q13=0.02
2
2
Pee ~ (1-2sin q13)(1-sin 2q12sin
(Dm L/4E) )
Materr oscillation sin22q13=0.0421
sin q13=0.08
(Vacuum dominant
Oscillation)
Pee ~ (1-2sin2q13)(1-(1/2)sin22q12)
sin2q13
Pee ~ (1-2sin2q13)(sin2q12)
sin2q12
Dm221 & q12
q13 & q12
sin2q13
log(Dm221)
SK+SNO+Radiochemical+Borexino-
sin2q13
log(Dm221)
= -4.22
Other parameters are
chosen to minimize Dc2
log(Dm221)
= -4.22
= 0.01
log10(tan2q12)
68.3%
95%
99.73%
(2d.o.f.)
Result of q13 measurement from SK-I+II+III and
other solar neutrino data
Dc2 distribution as a function of sin2q13 for solar global
Dc2
sin 2 θ13  0.01000..025
010
CHOOZ reactor
experiment
sin 2 θ  0.035, 90%C.L.
13
 0.056, 3s
next reactor exp.
sensitivity :
sin2q13 > 0.0025
sin2q13
SNOの最新結果 (2009)
SK+SNO+Ga+Cl+Borexino+Kamland
- Comparison with SNO(2009)-
Ga,Cl,Borexino
SNO(2009)
68%
95%
99.73%
(2d.o.f.)
Comparison with SNO(2009)
21
Other parameters are
chosen to minimize Dc2
q13 & q12
Dm221
sin2q13
q12 &
Dm2
68%
95%
99.73%
(2d.o.f.)
SNO(2009)
SNO(20
09)
tan2q12
SK-I, SK-II
Significance before after the new cut
Red 5.0 - 5.5 MeV
Black 5.5 - 6.5 MeV
Solid line: after new cut
Dashed line; before new cut
There is few % increase
of significance , From this figure,
we can get tight fid.vol values,
and from where this new cut
should be applied.
Significance s/sqrt(BG)
• 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
New cut
tight fid.vol cut
New cut
New cut
R2 m2
tighter goodness cut for 4.5-5MeV
significance
Zm
Especially for
4.5<E<5 MeV,
to reduce more BG,
I applied tighter ovaQ
(=goodness^2-dirKS^2)
R2 m2
Blue BG sample
after gamcut
Red MC
R> 13m z>-3m
Energy 4.5<E<5 MeV
CUT
ovaq value
Significance of 4.5-5MeV
In the same way,
I selected the tight fic.vol.
Significance
tight fid.vol cut
New cut
R2 m2
Slope of U-D/((U+D)/2)
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
6.5 <ENERGY < 14MeV
0<Day< 765 day
Slope of U-D/((U+D)/2)
After chenge energy scalce by 0.25%
Eup *1.0025
Edown * 0.9975
0<Day< 765 day
歪みのモデル依存
Trigger eff. uncertainty
SLE1
(88day)
SLE2
(210day)
total
5-5.5 MeV
+/- 1%
5.5-6 MeV
+/- 0.5%
6-6.5 MeV
+/-0.1%
6.50
+/- 3%
+/- 1%
+/-0.1%
0
+/- 2.4%
+/- 0.85%
+/-0.1%
0