水槽内のチェレンコフ光分布に
よるμ粒子と電子の弁別
弘前大学理工学部
小西 栄一
電子ニュートリノ→電子を発生
→カスケード・シャワー
→チェレンコフ光発生
壁面(底面)のPMTに入射
μニュートリノ→μ粒子を発生
水中を進行
→チェレンコフ光を発生
壁面(底面)のPMTに入射
スーパーカミオカンデ
半径約20m高さ約40mの円筒形水槽
壁面、上底、下底に約12000この
PMT(光電子増倍管)
チェレンコフ光のパターン
• 発生粒子の種類
• 発生粒子のエネルギー
• 粒子の発生位置
• 粒子の走る方向
を反映するが、直接情報ではない
パターンからこれらの情報を得るアルゴリズ
ムを探求
粒子のエネルギーとチェレンコフ
光数
平均値と相対標準偏差
粒子の入射軸の決定
PMTに入射した時間と位置の情報
Timing residual 分布
粒子の種類の弁別
粒子の種類、エネルギーごとに
• チェレンコフ光の平均発生角分布
• 曲線で近似
→弁別プログラム
粒子の発生位置、方向エネルギーが分かっ
ている場合
各粒子の平均パターのと照合
弁別の結果
E0=1GeV
E0=0.5GeV
まとめ
• 位置情報などがわかっているときは弁別
が容易
• 原理的に弁別不能な領域がある
• エネルギーがおなじでも位置や方向が異
なると弁別の可能性が変わる
(特に低いエネルギー)
今後の課題
• 位置・方向と弁別可能領域の関係をもとめ
る
• チェレンコフ光パターンから粒子の位置や
方向を求める
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水槽内のチェレンコフ光分布によるμ粒子と電子の弁別