Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - lu an n va PHAN TỐ QUYÊN p ie gh tn to LEPTON θ_23 VỚI THÍ NGHIỆM oa nl w TÌM VỊ TRÍ GĨC BÁT PHÂN CỦA GĨC TRỘN d HYPER-KAMIOKANDE VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ lu ll u nf va an ĐẾN PHÉP ĐO VI PHẠM ĐỐI XỨNG CP oi m z at nh LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ z m co l gm @ an Lu n va HÀ NỘI - 2021 ac th si BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM VÀ ĐÀO TẠO KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - PHAN TỐ QUN lu an TÌM VỊ TRÍ GĨC BÁT PHÂN CỦA GĨC TRỘN n va LEPTON θ_23 VỚI THÍ NGHIỆM HYPER-KAMIOKANDE VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ tn to p ie gh ĐẾN PHÉP ĐO VI PHẠM ĐỐI XỨNG CP nl w d oa Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết Vật lý toán Mã số: 44 01 03 u nf va an lu LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ ll oi m z at nh Người hướng dẫn khoa học: TS Cao Văn Sơn PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Vân z m co l gm @ an Lu n va HÀ NỘI - 2021 ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu luận văn công trình nghiên cứu tơi thực hướng dẫn TS Cao Văn Sơn PGS lu TS Nguyễn Thị Hồng Vân Các kết quả, số liệu tơi làm việc xử an va lý kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan n Đồng thời, kết có luận văn “Tìm vị trí góc bát phân góc gh tn to trộn lepton θ23 với thí nghiệm Hyper-Kamiokande ảnh hưởng đến p ie phép đo vi phạm đối xứng CP” kết không trùng lặp với bất nghiên cứu cơng bố trước Các số liệu, kết nêu d oa nl w luận văn trung thực sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm tháng năm 2021 ll u nf va an lu Hà Nội, ngày oi m Phan Tố Quyên z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, muốn gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Cao Văn Sơn PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Vân thầy giáo cô giáo hướng lu dẫn thực đề tài luận văn Thầy cô người định hướng công an va việc, trau dồi cho kiến thức chuyên môn, kĩ nghiên cứu, tạo n điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn với kết tốt to gh tn Tôi xin cảm ơn đến Học viện Khoa học Công nghệ tạo điều kiện p ie hỗ trợ cơng việc hành để tơi hoàn thành thủ tục bảo vệ thời hạn Tôi gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Vật lý lý thuyết, oa nl w Viện Vật lý giúp đỡ, tạo điều kiện môi trường làm việc thuận lợi cho suốt thời gian học tập làm việc Hà Nội Tôi xin gửi lời cảm d an lu ơn đến Viện nghiên cứu Khoa học Giáo dục liên ngành (IFIRSE, ICISE, u nf va Việt Nam) nhóm Vật lý neutrino giúp đỡ suốt thời gian làm việc với nhóm Bên cạnh đó, tơi muốn gửi lời cảm ơn đến ThS Trần Văn ll oi m Ngọc, ThS Ankur Nath tận tình dạy chia sẻ vấn đề z at nh khó khăn học tập sống Cuối xin phép gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè ln z quan tâm, giúp đỡ động viên suốt quãng đường học tập vừa qua m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC i Lời cảm ơn ii Danh mục từ viết tắt v Danh sách bảng vi Danh sách hình vẽ xi Mở đầu Chương TỔNG QUAN VỀ NEUTRINO lu Lời cam đoan an n va p ie gh tn to nl w oa 1.1 MƠ HÌNH CHUẨN VÀ NEUTRINO TRONG MƠ HÌNH d CHUẨN lu va an 1.1.1 Giới thiệu Mơ hình chuẩn 1.1.2 Khối lượng neutrino Mơ hình chuẩn u nf ll 1.1.3 Các tương tác neutrino Mơ hình chuẩn 7 10 13 m oi 1.2 DAO ĐỘNG NEUTRINO VÀ PHÉP ĐO CÁC THAM SỐ z at nh DAO ĐỘNG 16 1.2.1 Hiện tượng dao động neutrino phép đo tham số dao động 16 z gm @ 1.2.2 Tính chất góc trộn θ23 26 30 2.1 GIỚI THIỆU THÍ NGHIỆM HYPER-KAMIOKANDE 30 m co l Chương THÍ NGHIỆM HYPER-KAMIOKANDE 31 2.1.2 Bộ dò thí nghiệm Hyper-Kamiokande 32 2.1.3 Tiềm vật lý thí nghiệm Hyper-Kamiokande 35 an Lu 2.1.1 Đường chùm tia neutrino cho thí nghiệm Hyper-Kamiokande n va ac th si iv 2.2 MƠ PHỎNG THÍ NGHIỆM HYPER-KAMIOKANDE VỚI GLoBES 36 2.2.1 Phần mềm mô GLoBES 36 2.2.2 Chi tiết thiếp lập mơ thí nghiệm Hyper-Kamiokande 38 2.2.3 Phổ tỉ lệ kiện từ mô GLoBES 43 2.2.4 Độ nhạy phép đo sin2 θ23 − ∆m232 từ mơ GLoBES 45 2.2.5 Độ xác sin2 θ23 ∆m232 từ mô GLoBES 46 Chương ĐỘ NHẠY GÓC TRỘN θ23 TRONG THÍ NGHIỆM HYPER-KAMIOKANDE 48 3.1 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘ NHẠY lu an n va 48 3.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo góc bát phân θ23 48 3.1.2 Đóng góp mẫu số liệu đến độ nhạy góc bát phân θ23 56 3.1.3 Đại lượng vật lý đặc trưng cho độ nhạy góc bát phân θ23 58 gh tn to PHÉP ĐO θ23 VÀ ĐẠI LƯỢNG VẬT LÝ ĐẶC TRƯNG 3.2 ẢNH HƯỞNG ĐỘ NHẠY GÓC TRỘN θ23 ĐẾN ĐỘ NHẠY p ie PHÉP ĐO VI PHẠM ĐỐI XỨNG CP TRONG DAO ĐỘNG nl w NEUTRINO d oa 3.2.1 Độ nhạy phép đo vi phạm đối xứng CP an lu 3.2.2 Đại lượng mô tả độ nhạy phép đo vi phạm đối xứng CP u nf va KẾT LUẬN DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 69 72 77 79 ll m oi PHỤ LỤC 85 z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tên an n va background Tín hiệu nhiễu CP Đối xứng liên hợp điện tích đảo ngược chẵn lẻ CPV Vi phạm đối xứng CP DUNE Deep Underground Neutrino Experiment Phần mềm mơ thí nghiệm dao động đường sở dài gh tn to Abstract Experiment Definition Language ie lu AEDL p GLoBES Hyper-K Phân bậc khối lượng nghịch đảo oa Mô Monte Carlo d MC nl w IH Thí nghiệm Hyper-Kamiokande lu Sự phân bậc khối lượng neutrino NH Phân bậc khối lượng thuận ν-mode Chế độ lấy số liệu với nguồn neutrino vị muon ν¯-mode Chế độ lấy số liệu với nguồn phản neutrino vị muon POT Số proton bắn lên bia để tạo nguồn neutrino signal Tín hiệu gốc SM Mơ hình chuẩn ll u nf va an MH oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vi DANH SÁCH BẢNG 1.1 Sắp xếp hạt fermion theo hệ 1.2 Giá trị tham số dao động cập nhật gần với lu an trường hợp phân bậc khối lượng thuận (NH) [41] 25 n va Thơng số kĩ thuật thiết lập thí nghiệm Hyper-K 40 2.2 Hiệu suất phát (%) cho tín hiệu gốc tín hiệu nhiễu gh tn to 2.1 p ie mẫu số liệu xuất Xét trường hợp phân Hiệu suất phát (%) cho tín hiệu gốc tín hiệu nhiễu oa nl 2.3 w bậc khối lượng thuận δCP = 41 d mẫu số liệu biến Xét trường hợp phân bậc lu Giá trị tham số dao động sử dụng để làm phù hợp u nf va 2.4 an khối lượng thuận δCP = 42 mô GLoBES mô MC thí nghiệm Hyper-K 42 ll Tỉ lệ kiện νe /νe cho kênh loại tương tác thu oi m 2.5 2.6 z at nh từ GLoBES mơ MC thí nghiệm Hyper-K 44 Tỉ lệ kiện νµ /νµ cho kênh loại tương tác thu z gm @ từ GLoBES mô MC thí nghiệm Hyper-K 44 Góc bát phân θ23 xác định độ tin cậy 3σ 55 3.2 Các giá trị phù hợp tốt cho tham số dao động T2K [50].66 3.3 Số kiện từ liệu mô MC liệu thực T2K [50] 67 m co l 3.1 an Lu n va ac th si vii DANH SÁCH HÌNH VẼ Các hạt SM 1.2 Xác suất dao động suy biến sin2 θ23 − δCP Hình trái mơ lu 1.1 an tả xác suất biến νµ → − νµ , hình phải mơ tả xác suất xuất va n νµ → − νe 28 2.2 Kết cấu chung thí nghiệm Hyper-K 30 Cấu hình dị xa thí nghiệm Hyper-K [4] 34 2.3 Cấu hình chương trình GLoBES [43] 36 2.4 Thông lượng neutrino sử dụng mơ thí nghiệm p ie gh tn to 2.1 oa nl w d Hyper-K cho ν-mode (trái) ν¯-mode (phải) 39 lu Phổ tỉ lệ kiện từ mô MC (HK TDR) thí nghiệm an 2.5 u nf va Hyper-K GLoBES mẫu số liệu xuất νe /¯ νe cho ν-mode (trái) ν¯-mode (phải) 43 ll Phổ tỉ lệ kiện từ mơ MC thí nghiệm Hyper-K oi m 2.6 z at nh GLoBES mẫu số liệu biến νµ /¯ νµ cho ν-mode (trái) ν¯-mode (phải) 44 Vùng giá trị cho phép độ tin cậy 90% phép đo sin2 θ23 − z @ 2.7 l gm ∆m232 thu từ mô GLoBES mơ MC thí nghiệm Hyper-K Hình trái cho thí nghiệm Hyper-K hình m co phải cho kết hợp Hyper-K với thí nghiệm lị phản ứng hạt an Lu nhân (reactor) 46 n va ac th si viii 2.8 Độ xác θ23 ∆m232 thí nghiệm Hyper-K ràng buộc reactor xét độ tin cậy 1σ phân bậc khối lượng thuận ∆m232 > 46 3.1 Sự phân bố giá trị χ2 tương ứng với cặp giá trị thật sin2 θ23 (True) giá trị kiểm tra sin2 θ23 (Test, Global) (trái) vùng giá trị cho phép sin2 θ23 với độ tin cậy 3σ (phải) thí nghiệm Hyper-K giá trị thật δCP = −π/2 3.2 49 Ảnh hưởng sai số hệ thống tín hiệu gốc (trái) tín hiệu nhiễu (phải) đến độ nhạy góc bát phân θ23 thí nghiệm Hyper-K 50 lu an 3.3 Vùng giá trị cho phép sin2 θ13 −δCP (trái) sin2 θ23 −∆m232 n va (phải) thí nghiệm Hyper-K kết hợp thí nghiệm tn to Hyper-K thí nghiệm lị phản ứng hạt nhân (reactor) độ tin gh cậy 3σ giá trị thật δCP = −π/2 52 Vùng giá trị cho phép sin2 θ13 − δCP (trái) sin2 θ23 − δCP p ie 3.4 w (phải) với thí nghiệm Hyper-K với kết hợp thí nghiệm Vùng giá trị cho phép sin2 θ13 − δCP (trái) sin2 θ23 − δCP d 3.5 oa nl Hyper-K DUNE độ tin cậy 3σ giá trị thật δCP = −π/2.54 lu va an (phải) thí nghiệm Hyper-K kết hợp Hyper-K với thí nghiệm khác xét độ tin cậy 3σ giá trị thật u nf ll δCP = −π/2 54 m Góc bát phân θ23 thí nghiệm Hyper-K (trái) kết oi 3.6 3.7 z at nh hợp với thí nghiệm (phải) 55 Sự đóng góp mẫu số liệu xuất việc phá vỡ z gm @ suy biến θ13 − δCP Hình trái kết hợp thí nghiệm Hyper-K với thí nghiệm lị phản ứng hạt nhân Hình phải l kết hợp thí nghiệm Hyper-K DUNE Xét độ tin cậy 3σ m co giá trị thật δCP = −π/2 56 an Lu 3.8 Sự đóng góp mẫu số liệu đến phép đo góc bát phân θ23 57 n va ac th si 75 với ξ = δθ23 = θ23 − π độ lệch θ23 khỏi vị trí cực đại π/4 Khi ξ > 0, giá trị θ23 vùng góc bát phân lớn π/4 ξ < giá trị θ23 vùng góc bát phân nhỏ π/4 L = 1000km, E = 0.6GeV 100 80 80 60 60 40 40 20 20 δ RCP (%) δ RCP (%) L = 295km, E = 0.6GeV 100 0 − 20 − 20 − 40 − 40 − 60 − 60 − 80 − 80 − 100 − 10 − 100 − 10 −5 ξ = θ - π/4 10 −5 ξ = θ - π/4 23 10 23 lu Hình 3.21: Sự biến thiên RCP hàm biến thiên θ23 khảo an n va sát cho L = 295 km (hình trái) L = 1000km (hình phải) tn to Ta thấy, độ nhạy phép đo RCP giá trị thật θ23 nằm gh p ie góc bát phân nhỏ π/4 lớn so với độ nhạy phép đo RCP w vị trí θ23 nằm góc bát phân lớn π/4 Đặc biệt với đường sở L = oa nl 1000km, hiệu ứng thể rõ rệt Đính kèm sai số hệ thống d mẫu số liệu xuất σstat , độ nhạy phép đo pha vi phạm đối xứng CP RCP C = (D tan θ23 + E).2s13 s23 c13 sin ∆31 P (νµ → − νe ) (3.40) ll u nf SSCP V ∼ p va an lu xác định theo biểu thức sau: m oi ∆31 > xác suất xuất νe từ νµ xét cho dao động chân z at nh không xác định theo biểu thức xấp xỉ sau: P (νµ → − νe ) = 4s213 s223 c213 sin2 ∆31 z (3.41) gm @ l Ta thấy, SSCP V tỉ lệ nghịch với tan θ23 sin2 θ23 Do đó, sin2 θ23 nhỏ m co độ nhạy phép đo pha vi phạm đối xứng CP tốt Hay nói cách khác, phép đo pha vi phạm đối xứng CP có độ nhạy cao θ23 nằm an Lu vị trí có góc bát phân nhỏ π/4 Điều hoàn toàn phù hợp với kết n va đưa từ mô GLoBES ac th si 76 Đồ thị hình 3.22 mơ tả mối quan hệ độ nhạy phép đo pha vi phạm đối xứng CP giá trị thật sin2 θ23 xét cho trường hợp phân bậc khối lượng Ta thấy độ nhạy phép đo SSCP V giảm sin2 θ23 tăng Tại giá trị thật sin2 θ23 > 0.5, giá trị SSCP V nhỏ so với vị trí có giá trị sin2 θ23 < 0.5, hay giá trị góc bát phân nhỏ π/4, phép đo vi phạm đối xứng CP có độ nhạy cao độ nhạy phép đo vi phạm đối xứng CP với giá trị góc bát phân lớn π/4 Điều phù hợp với suy luận đưa từ công thức 3.31 Đặc biệt vị trí máy dị có đường sở L = 1000km, độ nhạy phép đo cải thiện rõ rệt Ngồi ra, chúng tơi dự định so sánh đại lượng đặc trưng với độ nhạy lu thực tế mà chúng tơi tính tốn từ GLoBES để kiểm chứng mô tả thu an từ đại lượng phù hợp với kết thu từ mô GLoBES Công va to tn Statistical significant of CP violation in Hyper-K Statistical significant of CP violation in Hyper-K 4 gh L = 295km, E = 0.6GeV 3.5 ie sin2θ13 = 0.02241 -5 SSCPV ∆ m221 = 7.39 × 10 eV2/c oa 0.4 0.45 0.5 lu 0.35 d 0.3 -5 ∆ m221 = 7.39 × 10 eV2/c 1.5 nl 0.5 -3 ∆ m232 = -2.523 × 10 eV2/c 2.5 w SSCPV δ CP = -π/2 ∆ m232 = 2.523 × 10 eV2/c sin2θ13 = 0.02241 -3 1.5 sin2θ12 = 0.310 δ CP = -π/2 p 2.5 L = 295km, E = 0.6GeV 3.5 sin2θ12 = 0.310 0.55 0.6 0.65 0.3 0.7 0.35 0.4 0.45 0.5 sin2θ23 va an 0.5 sin2θ23 Statistical significant of CP violation in Hyper-K sin2θ13 = 0.02241 SSCPV sin2θ13 = 0.02241 δ CP = -π/2 z at nh -3 ∆ m232 = 2.523 × 10 eV2/c 4 sin2θ12 = 0.310 δ CP = -π/2 -5 ∆ m221 = 7.39 × 10 eV2/c -3 ∆ m232 = -2.523 × 10 eV2/c 4 -5 ∆ m221 = 7.39 × 10 eV2/c 1 0.3 0.35 0.35 0.4 0.45 0.55 0.6 0.65 0.7 0.45 0.5 sin2θ23 0.55 0.6 0.65 0.7 m co (c) L = 1000km, ∆m231 > (NH) 0.4 l 0.5 sin2θ23 gm @ z 0.3 0.7 L = 1000km, E = 0.6GeV oi sin2θ12 = 0.310 0.65 m L = 1000km, E = 0.6GeV 0.6 Statistical significant of CP violation in Hyper-K ll 0.55 (b) L = 295km, ∆m231 < (IH) u nf (a) L = 295km, ∆m231 > (NH) SSCPV n việc tiếp tục thực thời gian tới (d) L = 1000km, ∆m231 < (IH) an Lu Hình 3.22: Khảo sát đại lượng độ nhạy phép đo vi phạm đối xứng CP n va (SSCP V ) hàm giá trị thật sin2 θ23 thí nghiệm Hyper-K ac th si 77 KẾT LUẬN Việc giải tính suy biến góc trộn lepton θ23 có vai trị quan trọng vật lý neutrino nói chung phép đo tham số dao động nói lu riêng Nếu θ23 đo xác, tính suy biến tham số dao động an n va khác cải thiện việc đo xác suất thu tổ hợp tham số dấu hiệu quan trọng để số tính chất đối xứng chưa gh tn to dao động có độ xác cao Hơn θ23 thực π/4 p ie biết hệ lepton thứ hệ lepton thứ Với việc nghiên cứu góc trộn θ23 thí nghiệm Hyper-K chúng tơi thu kết sau: oa nl w • Xây dựng mơ hình mơ thí nghiệm Hyper-K sử dụng chương trình GLoBES đạt mơ thí nghiệm tương đối hồn chỉnh với d an lu liệu mơ MC chuẩn thí nghiệm Hyper-K u nf va • Chúng tơi tìm phương pháp cải thiện vấn đề góc bát phân θ23 từ phụ thuộc mẫu liệu vào tham số dao động ll oi m Các kết cho thấy rằng, suy biến tham số dao động θ13 −δCP ảnh hưởng z at nh đến khả đo đạc xác θ23 cách cải thiện góc bát phân θ23 phụ thuộc vào cách ta xử lý mối quan hệ suy biến tham số dao động z mẫu số liệu xuất Bằng việc ràng buộc θ13 từ thí nghiệm Lò phản ứng @ l gm hạt nhân đồng thời sử dụng nguồn có độ nhạy cao θ13 − δCP thí nghiệm DUNE, góc bát phân thí nghiệm Hyper-K cải thiện hiệu m co 33% so với việc sử dụng thí nghiệm Hyper-K Đồng thời việc giảm an Lu sai số thống kê từ tín hiệu gốc tín hiệu nhiễu góp phần cải thiện độ nhạy góc bát phân θ23 thí nghiệm Hyper-K, chủ yếu đến từ sai n va ac th si 78 số thống kê mẫu số liệu xuất Chúng tơi tìm đại lượng vật lý mơ tả độ nhạy góc bát phân θ23 (ORθ23 ) thí nghiệm khảo sát với liệu thực thí nghiệm T2K • Bên cạnh đó, chúng tơi kiểm tra ảnh hưởng độ nhạy góc bát phân đến phép đo pha phá vỡ đối xứng δCP thí nghiệm Hyper-K Các kết rằng, vị trí góc bát phân θ23 biết xác cải thiện độ nhạy cho khả loại giá trị bảo toàn CP Hơn nữa, phép đo vi phạm đối xứng CP có độ nhạy cao cho giá trị thật biết sin2 θ23 < 0.5 so với giá trị thật sin2 θ23 > 0.5 Đại lượng mô tả mối quan hệ độ nhạy góc bát phân θ23 đến phép đo δCP phụ thuộc vào lu tỉ số bất đối xứng CP sai số hệ thống mẫu νe (SSCP V ) an Với kết này, hy vọng với lượng liệu lớn từ thí va n nghiệm Hyper-K thí nghiệm khác tương lai DUNE mang tn to lại khả đo xác θ23 giải vấn đề góc bát phân Đồng p ie gh thời tìm dấu hiệu vi phạm đối xứng CP với độ xác cao d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Super-Kamiokande Collaboration, 1998, Measurement of day and night neutrino energy spectra at SNO and constraints on neutrino mixing pa- lu rameters, Phys Rev Lett., 81, pp 1562-1567 an va [2] P.F.de Salas, D.V Forero, S.Gariazzo, P.Martínez-Miravé, O.Mena, n ment of the neutrino oscillation picture, J High Energ Phys., 71, ie gh tn to C.A.Ternes, M.Tórtola, J.W.F.Valle, 2021, 2020 Global reassess- p arXiv:2006.11237 [hep-ph] nl w [3] Abe, K and others, 2020, Constraint on the matter-antimatter d oa symmetry-violating phase in neutrino oscillations, Nature (London), [4] K.Abe va an lu 580(7803), pp 339-344 et.al.(Hyper-Kamiokande collaboration), 2018, Hyper- u nf ll Kamiokande Design Report, arXiv:1805.04163v2 [physics.ins-det] oi m z at nh [5] Ahmad, Q.Retal and others(SNO Collaboration), 2001, Measurement of the rate of νe +d → p+p+e− interactions produced by B solar neutrinos z at the Sudbury Neutrino Observatory, Phys Rev Lett., 87, 071301 gm @ [6] Ahmad, Q.Retal and others(SNO Collaboration), 2002, Direct evidence l for neutrino flavor transformation from neutral-current interactions in m co the Sudbury Neutrino Observatory, Phys Rev Lett., 89(1), 011301 an Lu [7] S.L.Glashow, 1980, The Future of Elementary Particle Physics, Phys n va Rev Lett B, 61, 687, pp 687-713 ac th si 80 [8] R.N.Mohapatra and G.Senjanovi´, 1980 Neutrino Mass and Spontaneous Parity Nonconservation, Phys Rev Lett., 44, 912 [9] Rabindra N.Mohapatra and Goran Senjanovi´c, 1981, Neutrino masses and mixings in gauge models with spontaneous parity violation, Phys Rev D., 23, 165 [10] J.Schechter and J.W.F.Valle, 1980, Neutrino masses in SU(2)⊗ U(1) theories, Phys Rev D., 22, 2227 [11] J.Schechter and J.W.F.Valle, 1982, Neutrino decay and spontaneous violation of lepton number, Phys Rev D., 25, 774 lu an [12] A.Y.Smirnov and M.Tanimoto, 1997, Is Zee model the model of neutrino va masses?, Phys Rev D., 66, 1665 n matrix and bimaximal neutrino mixing, Phys Lett B, 449, 240 p ie gh tn to [13] C.Jarlskog, M.Matsuda, S.Skadhauge and M.Tanimoto, 1999, Zee mass w [14] Y.Koide, 2001, Can the Zee model explain the observed neutrino data?, d oa nl Phys Rev D, 64, 077301 an lu [15] E.Ma, 2001, Neutrino, lepton, and quark masses in supersymmetry, Phys u nf va Rev D, 64, 097302 ll [16] E.Ma, 2006, Supersymmetric Model of Radiative Seesaw Majorana Neu- m oi trino Masses, Annales Fond Broglie, 31, 285 z at nh [17] M.Singer, J.W.F.Valle, and J.Schechter, 1980, Canonical neutral current z predictions from the weak electromagnetic gauge group SU(3) × U(1), l gm @ Phys Rev D, 22, 738 [18] F.Pisano and V.Pleitez, 1992, SU(3)⊗U(1) model for electroweak inter- m co actions, Phys Rev D, 46, 410 an Lu [19] P.H.Frampton, 1992, Chiral dilepton model and the flavor question, Phys n va Rev Lett, 69, 2889 ac th si 81 [20] R.Foot, O.F.Hernandez, P.Pisano and V.Pleitez, 1993, Lepton masses in an SU (3)L ⊗ U (1)N gauge model, Phys Rev D, 47, 4158 [21] J.C.Montero, F.Pisano, and V.Pleitez, 1993, Neutral currents and Glashow-Iliopoulos-Maian mechanism in SU (3)L ×U (1)N models for electroweak interactions, Phys Rev D, 47, 2918 [22] H N Long, 1996, SU (3)L ⊗ U (1)N model for right-handed neutrino neutral currents, Phys Rev D 54, 4691 [23] J.C.Pati and A.Salam, 1974, Lepton number as the fourth color, Phys Rev D, 10, 275 lu an [24] R.N.Mohapatra and J.C.Pati, 1975, Gauge symmetry and an isoconjugate va model of CP violation, Phys Rev D, 11, 566 n on the unified model of elementary particles, Prog Theor Phys., 28(5), p ie gh tn to [25] Maki, Ziro and Nakagawa, Masami and Sakata, Shoichi, 1962, Remarks w pp 870-880 oa nl [26] Pontecorvo, Bruno, 1968, Neutrino experiments and the problem of con- d servation of leptonic charge, Sov Phys JETP, 26, pp 984-988 an lu va [27] T.V.Ngoc, C.V.Son and N.T.H.Van, 2018, Combined Sensitivity of T2K- ll u nf II and NOνA Experiments to CP Violation in Lepton Sector, Communi- oi m cations in Physics], 28(4), pp.337-349 z at nh [28] Monojit Ghosh, Pomita Ghoshal, Srubabati Goswami, Newton Nath, and Sushant K Raut, 2016, New look at the degeneracies in the neutrino z Phys Rev D, 93, 013013 l gm @ oscillation parameters, and their resolution by T2K, NOνA and ICAL, m co [29] K.Eguchi et.al (KamLAND Collaboration), 2003, First Results Phys.Rev.Lett., 90, 021802 an Lu from KamLAND: Evidence for Reactor Anti-Neutrino Disappearance, n va ac th si 82 [30] Araki, T et.al (KamLAND Collaboration), 2005, Measurement of Neutrino Oscillation with KamLAND: Evidence of Spectral Distortion, Phys.Rev.Lett., 94, 081801 [31] Z.Djurcic, Zelimir et.al (JUNO Collaboration), 2015, JUNO Conceptual Design Report, arXiv:1508.07166 [physics.ins-det] [32] Abe, Y and others (Double Chooz Collaboration), 2012, Indication of Reactor ν e Disappearance in the Double Chooz Experiment, Phys Rev Lett., 108, 131801 [33] An, F P and others, 2012, Observation of Electron-Antineutrino Disap- lu pearance at Daya Bay, Phys Rev Lett., 108, 171803 an va [34] Ahn, J.K and others (RENO Collaboration), 2012, Observation of Re- n Phys Rev Lett, 108, 191802 p ie gh tn to actor Electron Antineutrinos Disappearance in the RENO Experiment, [35] S Cao, A.Nath, T.V.Ngoc, Ng.K.Francis, N.T.Hong Van, and P.T.Quyen, nl w 2021, Physics potential of the combined sensitivity of T2K-II, NoνA ex- d oa tension, and JUNO, Phys Rev D, 103, 112010 lu va an [36] Abe, K and others, 2021, T2K measurements of muon neutrino and antineutrino disappearance using 3.13 × 1021 protons on target, Phys ll u nf Rev D, 103, 011101 oi m z at nh [37] Ayres, D.S and others (NOνA Collaboration), 2007, The NOvA Technical Design Report, DOI: 10.2172/935497 z gm @ [38] Acero, M.A and others (NOνA Collaboration), 2018, New constraints on oscillation parameters from νe appearance and νµ disappearance in the l NOvA experiment, Phys.Rev.D, 98, 032012 , DOI: 10.2172/935497 m co an Lu [39] Acero, M.A and others (NOνA Collaboration), 2019, First Measurement of Neutrino Oscillation Parameters using Neutrinos and Antineutrinos by n va NOvA, Phys Rev Lett., 123, 151803 ac th si 83 [40] T.Alion et.al (DUNE collaboration), 2016, Experiment Simulation Configurations Used in DUNE CDR, arXiv:1606.09550 [physics.ins-det] [41] Esteban, Ivan and Gonzalez-Garcia, M.C and Hernandez-Cabezudo, Alvaro and Maltoni, Michele, and Schwetz, Thomas, 2019, Global analysis of three-flavour neutrino oscillations: synergies and tensions in the determination of θ23 , δCP , and the mass ordering, J High Energy Phys., 01, 106 [42] A.Ferrero and T2K Collaboration, 2009, The ND280 Near Detector of the T2K Experiment, AIP Conference Proceedings 1189, 77 lu [43] P Huber et.al., 2007, GLoBES General Long Baseline Experiment Sim- an n va ulator, Comput Phys Commun., 177 432 trino oscillation experiments with GLoBES, Comput Phys Commun., ie gh tn to [44] P.Huber, M.Lindner, W.Winter, 2005, Simulation of long-baseline neu- p 167, 195 nl w [45] Huber, Patrick and Kopp, Joachim and Lindner, Manfred and Rolinec, d oa Mark, and Winter, Walter, 2007, New features in the simulation of neu- an lu trino oscillation experiments with GLoBES, Comput Phys Commun., u nf va 177(5), pp 432-438 ll [46] Messier, Mark D., 1999, Evidence for neutrino mass from observations of m oi atmospheric neutrinos with Super-Kamiokande, Boston University, UMI- z at nh 99-23965 z [47] Paschos, E.A and Yu, J Y., 2002, Neutrino interactions in oscillation @ l gm experiments, Physical Review D 65, 033002 [48] Dziewonski, Adam M and Anderson, Don L, 1981, Preliminary reference m co Earth model (PREM), Phys Earth Planet Interiors, 25(4), pp.297-356 an Lu [49] Claudio Giganti, Stéphane Lavignac, Marco Zito, 2017, Neutrino oscilla- va tions: the rise of the PMNS paradigm, arXiv:1710.00715 [hep-ex] n ac th si 84 [50] K.Abe et.al., 2021, Improved constraints on neutrino mixing from the T2K experiment with 3.13 × 1021 protons on target, Phys Rev D, 103, 112008, arXiv:2101.03779v3 [hep-ex] lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 85 PHỤ LỤC A CHI TIẾT CÂU LỆNH CHO MÔ TẢ TỆP AEDL CHO THÍ NGHIỆM HYPER-K lu Mục đích tệp AEDL mô tả số lượng lớn thiết lập cho an va thí nghiệm phức tạp thí nghiệm khác số giới hạn n tham số cấu trúc liệu AEDL nơi thí nghiệm mơ tả gh tn to chi tiết nhất, đặt tên theo cấu trúc “Ten_file.glb” Kết cấu cho tệp p ie AEDL bao gồm tập hợp thơng tin thí nghiệm để xác định kênh “channel” thiết lập nên quy tắc “rule” để xác định đâu tín hiệu gốc, oa nl w tín hiệu nhiễu sai số thống kê tương ứng Các thành phần để xác định kênh mơ tả hình 3.26 d ll u nf va an lu oi m z at nh z @ l gm Hình 3.23: Kết cấu kênh [43] m co Các thông tin để xác định kênh mô tả sau: theo cấu trúc hình 3.24 an Lu • Thơng lượng neutrino “Flux” từ nguồn cung cấp cho tệp AEDL n va ac th si 86 Hình 3.24: Câu lệnh mơ tả thơng tin thơng lượng thí nghiệm Hyper-K Trong đó, thơng lượng tải từ tệp liệu ngồi có tên “JHFplus.dat” lu cho ν-mode “JHFminus.dat” cho ν¯-mode, @time thời gian chạy thí an nghiệm, @power cơng suất chùm proton Biến số @norm xác định theo va n công thức 3.42: GeV ∆E cm2 A L km 2 τ mu −38 × 10 × £u £ (3.42) p ie gh tn to @norm = 5.2 Giả sử tệp thông lượng, liệu cung cấp dạng số neutrino oa nl w đơn vị diện tích A, ∆E bề rộng lượng bin (khoảng chia giá trị biểu đồ lượng) khoảng cách L từ nguồn, τ số proton d an lu nước, khối lượng bia mu (kton) £u £ tham số dùng để làm phù hợp u nf va với tất đơn vị tham số cơng thức • Tương tự, liệu tiết diện tán xạ “Cross section” cung cấp ll oi m người sử dụng với cấu trúc hình 3.25 z at nh z m co l gm @ an Lu n va Hình 3.25: Câu lệnh mơ tả thơng tin tiết diện tán xạ thí nghiệm Hyper-K ac th si 87 • Hàm xác định độ phân giải lượng xác định ba tham số α, β, γ mối quan hệ tham số thể sau: √ σ(E) = α.E + β E + γ (3.43) Độ phân giải lượng cung cấp riêng biệt cho loại tương tác khác Cấu trúc câu lệnh cho việc cung cấp độ phân giải lượng tệp AEDL tương ứng với việc cung cấp thông số thiết lập cho α, β, γ theo cấu trúc hình 3.26 Các thơng số điều chỉnh để có phù hợp cho mơ thí nghiệm Thí nghiệm Hyper-K sử dụng hàm phân giải lượng cho loại tương tác: CCQE, CCnonQE NC xác định sau: lu an n va p ie gh tn to d oa nl w va an lu ll u nf Hình 3.26: Các hàm phân giải lượng cho thí nghiệm Hyper-K m oi • Khi cấu trúc xác định kênh thí nghiệm xác định z at nh hình 3.27: z m co l gm @ an Lu n va Hình 3.27: Cấu trúc xác định kênh tương tác ac th si 88 Trong thành phần kênh viết theo thứ tự: thông lượng neutrino (phản neutrino), dấu để xác định neutrino (phản neutrino) trạng thái đầu với (+) cho neutrino (-) cho phản neutrino, loại neutrino trạng thái đầu, neutrino trạng thái cuối, tiết diện tán xạ hàm phân giải lượng Mỗi thí nghiệm xác định tập hợp kênh khác kết hợp để tạo thành thành phần tín hiệu gốc “signal”, tín hiệu nhiễu “background” xác định quy tắc “rule” thí nghiệm Định dạng quy tắc có hai phần: phần đầu mơ tả kiện xem tín hiệu gốc, tín hiệu nhiễu phần thứ hai rõ sai số hệ thống tương lu ứng cho tín hiệu gốc “@signalerror” tín hiệu nhiễu “@backgrounderror” Các an thành phần @signalerror @backgrounderror xác định sai số hệ thống va n tương ứng với tín hiệu gốc (@signal ) tín hiệu nhiễu (@background ) Mỗi tn to @signalerror(@backgrounderror) chứa hai phần tử bao gồm hệ số chuẩn hóa ie gh cho sai số hệ thống tín hiệu gốc (tín hiệu nhiễu) (ví dụ hình 3.28 p 5% cho tín hiệu gốc 10% cho tín hiệu nhiễu) hệ số hiệu chuẩn nl w lượng cho sai số hệ thống tín hiệu gốc (tín hiệu nhiễu) (trên hình 3.28 d oa 2.5% cho tín hiệu gốc tín hiệu nhiễu) Các sai số ln cặp với an lu Thí nghiệm Hyper-K sử dụng mẫu dao động thiết lập nên quy tắc: νµ → − νe (hình 3.28), ν¯µ → − ν¯e (hình 3.29), νµ → − νµ (hình 3.30) ν¯µ → − ν¯µ va u nf (hình 3.31) Trong đó, hệ số gắn với kênh thành phần ll tín hiệu gốc tín hiệu nhiễu hiệu suất/hệ số chuẩn hóa tổng thể xác oi m định thuộc tính dị z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 89 Hình 3.28: Quy tắc xác định cho mẫu dao động νµ → − νe lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu ll u nf va an Hình 3.29: Quy tắc xác định cho mẫu dao động ν¯µ → − ν¯e oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 3.30: Quy tắc xác định cho mẫu dao động νµ → − νµ n va ac th si
Ngày đăng: 17/07/2023, 09:24
Xem thêm:
