Невизначеності через народження адронів у взаємодіях у кінцевому стані на нейтринній установці LBNF
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.1.22Ключові слова:
нейтрино, невизначеностi, взаємодiї у кiнцевому станi, ймовiрнiсть виживання, ядернi ефектиАнотація
Недавнi експерименти з нейтринних осциляцiй використо-вували ядернi мiшенi з високим атомним числом, щоб отримати достатнiй вiдсоток взаємодiй. Використання цих складних мiшеней внесло систематичнi невизначеностi завдяки прояву ядерних ефектiв у експериментальних спостережуваних величинах i потребує правильних вимiрювань для фiксацiї подiй. В данiй роботi ми спробуємо описати ядернi ефекти в мiшенi з аргону (Ar) i порiвняти їх з результата-ми для мiшенi з водню (Н), якi пропонується застосувати, вiдповiдно, у дальньому та ближньому детекторах проекту DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment). Розглянуто два генератора нейтринних подiй для моделювання кiнематики в кiнцевому станi. Для знаходження систематичних невизначеностей спостережуваних величин, ми представили вiдношення ймовiрностей осциляцiй (P(Ar)/P(H)) як функцiю енергiї нейтрино.
Посилання
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Deep underground neutrino experiment (DUNE), far detector technical Design report. Volume I. Introduction to DUNE. JINST 15, 08, T08008 (2020).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Deep underground neutrino experiment (DUNE), far detector technical design report. Volume II. DUNE Physics. arXiv:2002.03005 [hepex] (2020).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Deep underground neutrino experiment (DUNE), far detector technical design report. Volume III. DUNE Far Detector Technical Coordination. JINST 15 (08), T08009 (2020).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Deep underground neutrino experiment (DUNE), far detector technical design report. Volume IV. Far Detector Single-phase Technology. JINST 15 (08), T08010 (2020).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Long-baseline neutrino oscillation physics potential of the DUNE experiment. Eur. Phys. J. C 80, 978 (2020).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Supernova neutrino burst detection with the deep underground neutrino experiment. Eur. Phys. J. C 81, 423 (2021).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). A prospects for beyond the standard model physics searches at the deep underground neutrino experiment. Eur. Phys. J. C 80, 322 (2021).
J. Singh. Constraining the effective mass of Majorana neutrino with sterile neutrino mass for inverted ordering spectrum. Adv. High Energy Phys. 2019, 1 (2019).
https://doi.org/10.1155/2019/4863620
S. Nagu, J. Singh, J. Singh, R.B. Singh. Impact of crosssectional uncertainties on DUNE sensitivity due to nuclear effects. Nucl. Phys. B 951, 114888 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2019.114888
P. Coloma, P. Huber, C. Jen, C. Mariani. Neutrino-nucleus interaction models and their impact on oscillation analyses. Phys. Rev. D 89, 073015 (2014).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.89.073015
S. Nagu, J. Singh, J. Singh, R.B. Singh. Nuclear effects and CP sensitivity at DUNE. Adv. High Energy Phys. 2020, 5472713 (2020).
https://doi.org/10.1155/2020/5472713
S. Frullani, J. Mouge. Single particle properties of nuclei through (e, e′p) reactions. Adv. Nucl. Phys. 14, 1-283 (1984).
R.A. Smith, E.J. Moniz. Neutrino reactions on nuclear targets. Nucl. Phys. B 43, 605 (1972).
https://doi.org/10.1016/0550-3213(72)90040-5
H. Chen et al. (MicroBooNE Collaboration). FERMILABPROPOSAL-0974 (2007).
A.A. Aguilar-Areval et al. (MiniBooNE Collaboration). Measurement of muon neutrino quasielastic scattering on carbon. Phys. Rev. Lett. 100, 032301 (2008).
U. Mosel, O. Lalakulich. Neutrino-nucleus interactions. arXiv:1211.1977v1 [nucl-th] (2012).
https://doi.org/10.1063/1.3700587
J. Singh, S. Nagu, J. Singh, R.B. Singh. Quantifying multinucleon effect in argon using high-pressure TPC. Nucl. Phys. B 957, 115103 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2020.115103
C. Andreopoulos, A. Bell, D. Bhattacharya, F. Cavanna, J. Dobson, S. Dytman, H. Gallagher, P. Guzowski, R. Hatcher, P. Kehayias, A. Meregaglia, D. Naples, G. Pearce, A. Rubbia, M. Whalley, T. Yang. The GENIE neutrino Monte Carlo generator. Nucl. Instrum. Meth. A 614, 87 (2010).
https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.12.009
T. Golan, C. Juszczak, J.T. Sobczyk. Effects of final-state interactions in neutrino-nucleus interactions. Phys. Rev. C 86, 015505 (2012).
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.86.015505
D. Drakoulakos et al. (Minerva Collaboration). Proposal to perform a high-statistics neutrino scattering experiment using a fine-grained detector. FERMILAB-P-938 (2004). hep-ex/0405002.
P. Adamson et al. (MINOS Collaboration). Study of muon neutrino disappearance using the Fermilab main injector neutrino beam. Phys. Rev. D 77, 072002 (2008).
D. Ayres et al. (NOvA Collaboration). NOvA proposal to build a 30 kiloton off-axis detector to study neutrino oscillations in the Fermilab NuMI Beamline. FermilabProposal-0929 (2005).
M. Soderberg. ArgoNeuT: A liquid argon time projection chamber test in the NuMIBeamline. arxiv:0910.3433 (2009).
https://doi.org/10.1063/1.3274193
Y. Hayato. A neutrino interaction simulation program library NEUT. Acta Phys. Polon. B 40, 2477 (2009).
A. Bodek, J.L. Ritchie. Further studies of fermi motion effects in lepton scattering from nuclear targets. Phys. Rev. D 24, 1400 (1981).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.24.1400
C.H. Llewellyn Smith. Neutrino reactions at accelerator energies. Phys. Rept. 3, 261 (1972).
https://doi.org/10.1016/0370-1573(72)90010-5
A. Bodek, S. Avvakumov, R. Bradford, H. Budd. Modeling atmospheric neutrino interactions: Duality constrained parameterization of vector and axial nucleon form factors. 30th International Cosmic Ray Conference, arxiv:0708.1827 (2007).
R. Bradford, A. Bodek, H. Budd, J. Arrington. A New parameterization of the nucleon elastic form-factors. Nucl. Phys. B Proc. Suppl. 159, 127 (2006).
https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2006.08.028
D. Rein, L.M. Sehgal. Neutrino excitation of baryon resonances and single pion production. Ann. Phys. 133, 79 (1981).
https://doi.org/10.1016/0003-4916(81)90242-6
K.M. Graczyk, D. Kielczewska, P. Przewlocki, J.T. Sobczyk. CA5 axial form factor from bubble chamber experiments. Phys. Rev. D 80, 093001 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.80.093001
T. Sjostrand, S. Mrenna, P. Skands. PYTHIA 6.4 Physics and Manual. JHEP 05, 026 (2006).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2006/05/026
A. Bodek, U.K. Yang. Higher twist, xi(omega) scaling, and effective LO PDFs for lepton scattering in the few GeV region. J. Phys. G 29, 1899 (2003).
https://doi.org/10.1088/0954-3899/29/8/369
B. Abi et al. (DUNE collaboration). The DUNE far detector interim design report Volume 1: Physics, technology and strategies. FERMILAB-DESIGN-2018-02, arXiv:1807.10334 [physics.ins-det] (2018).
B. Abi et al. (DUNE collaboration). Deep underground neutrino experiment (DUNE), far detector technical design report. Vol. II DUNE physics. FERMILAB-PUB-20-025-ND, FERMILAB-DESIGN-2020-02, arXiv: 2002:03005v2 [hep-ex] (2020).
A.M. Ankowski, O. Benhar, P. Coloma, P. Huber, C. Jen, C. Mariani, D. Meloni, E. Vagnoni. Comparison of the calorimetric and kinematic methods of neutrino energy reconstruction in disappearance experiments. Phys. Rev. D 92, 073014 (2015).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.92.073014
U. Mosel, O. Lalakulich, K. Gallmeister. Energy reconstruction in the long-baseline neutrino experiment. Phys. Rev. Lett. 112, 151802 (2014)
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
