OPERA実験
~ニュートリノ反応点探索~
名古屋大学 F研
北川 暢子
ニュートリノ反応点探索
CSの情報から反応点を探す
CSで見つけた飛跡情報によって
反応点探索方法を使い分けている
・Direct Vertex Hunting (~10%)
複数 かつ
精度良く(<2mm)一点に収束するもの
→ 直接反応点を予測
n
反応点
・Scan Back Location (~90%)
1本 または
一点に収束しないもの
→ CSの飛跡情報からECC中を追い上げる
→ 追えなくなったところを反応点とする
ECC
CS
ニュートリノ反応点探索
CSの情報から反応点を探す
CSで見つけた飛跡情報によって
反応点探索方法を使い分けている
・Direct Vertex Hunting (~10%)
複数 かつ
精度良く(<2mm)一点に収束するもの
→ 直接反応点を予測
n
・Scan Back Location (~90%)
1本 または
一点に収束しないもの
→ CSの飛跡情報からECC中を追い上げる
→ 追えなくなったところを反応点とする
ECC
CS
ニュートリノ反応点探索
CSの情報から反応点を探す
CSで見つけた飛跡情報によって
反応点探索方法を使い分けている
・Direct Vertex Hunting (~10%)
複数 かつ
精度良く(<2mm)一点に収束するもの
→ 直接反応点を予測
n
・Scan Back Location (~90%)
1本 または
一点に収束しないもの
→ CSの飛跡情報からECC中を追い上げる
→ 追えなくなったところを反応点とする
2枚続けて飛跡が確認できない
ECC
CS
自動飛跡読み取り装置の上に自動プレート交換装置を搭載したもの
ニュートリノ反応点探索
CSの情報から反応点を探す
CSで見つけた飛跡情報によって
反応点探索方法を使い分けている
・Direct Vertex Hunting (~10%)
複数 かつ
精度良く(<1mm)一点に収束するもの
→ 直接反応点を予測
n
・Scan Back Location (~90%)
1本 または
一点に収束しないもの
→ CSの飛跡情報からECC中を追い上げる
→ 追えなくなったところを反応点とする
2枚続けて飛跡が確認できない
ECC
CS
反応点付近をS-UTSで読み出してニュートリノ
反応点からの全飛跡情報を再構成する
3D Reconstruction of interaction
反応点候補の周辺 1cm2 ×10plate (~150000 Tracks)
3D Reconstruction of interaction
4plate以上繋がるTrackのみ表示
3D Reconstruction of interaction
貫通Trackを除去
2ry interaction ではないか等を確認 → Decay Search へ
Scan Back
2008年度と2009年度について
2008年度
最大処理量
5イベント / 日
追い上げる本数
複数本 / イベント
2009年度
10イベント / 日
1本 / イベント
処理量に応じて追い上げる本数を変更
→ 反応点探索の信頼性は?
Scan Back の信頼性
2008 vs 2009
15
2008
2009
2008 : 95.5%
2009 : 96.1%
13
11
頻度
9
速度を上げるために1本の追い上げとしたが
信頼性を維持している
7
→ 2010年度も1本でOK
5
3
1
-1 -5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
vtx_PL - stop_PL
反応点が特定された 2008年:313イベント 2009年:153イベント
vtx_PLとstop_PLとの差の原因と対処
412
・途中で見失った
→ 再Scan back
・e-pair に辿り着いた → 上のプレートスキャン
・2ry VTXに辿り着いた=親粒子が見つかる
→ 親粒子をScan back
・データ上でvtxの描像が見えない
→ 異なるtrackをScan back
30
25
頻度
20
15
10
5
0
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
2008年、2009年の反応点が特定された466イベント
pl22
親粒子の運動量
452 +122-80 MeV/c
pl14
pl13
kink angle : 118 mrad
pl01から追い上げた
娘粒子の運動量
255 +78-49 MeV/c
X-projection
Status of Japan
found in CS
2008
581
2009
781
located
416
137
2008年の一部と2009年のイベントは、現在解析進行中!
OPERA全体の現状
Events predicted by the electronic detector
Found in CS
Neutrino interactions in the bricks
Located in dead material
Interaction in the upstream brick
2008
2009
1689
1286
940
35
40
2677
1255
349
11
34
現在までに捕らえた反応数 940 + 349 = 1289 反応
タウニュートリノ検出期待値は、1300イベント中1イベント
⊿m2=2.4x10-3(SK(2004))
まとめ
• 日本におけるニュートリノ反応点探索は高い信頼性で行って
いる。(イベント処理スピードに合わせて、探索手法を変更し
ても、その信頼性は失われない。)
• OPERA全体でも順調に反応点探索が進行している。
• 現在解析中のニュートリノ反応数は~1300イベント
ντ反応検出期待値は1個 :⊿m2=2.4x10-3(SK(2004))
Back up
muon vs muon以外
30
muon
muon以外
頻度
20
10
0
-5
0
5
vtx_PL - stop_PL
10
15
CS-ECC間の物質
1%
フィルムの端から2mm以内
7%
フィルムのバックグラウンドが多い
8%
CS → ECC へ繋げない(角度が大きい)
7%
Direct VTX Hunting
CS上の複数本の飛跡より
最も可能性が高いVTXの位置を推定
直接その付近のデータをとる
ECC
CS
ECC
上流
CS
下流
ストップしたプレートより
・上流 2~3枚
・下流 6~10枚
1cm×1cmの面積の飛跡情報を
SUTSにより読み取る
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ppt