F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Les expériences d'oscillations de neutrinos avec Superkmioka et des accélérateurs: K2K et.

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1 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Les expériences d'oscillations de neutrinos avec Superkmioka et des accélérateurs: K2K et JPARC-ν.

2 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Plan Généralités. K2K. JPARC-nu(ex JHF). Résumé et remarques.

3 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Bref historique. 1987-... anomalie Kamioka(rapport ν μ /ν e ). 1995 approbation de K2K. 1998 évidence pour l'oscillation à SuperKamioka. 2000 approbation du complexe d'accélérateurs JPARC...sans la ligne de faisceau neutrinos. 2001 Implosions en chaîne à Superkamioka. 2002 Les européens sont invités à collaborer à JPARCnu. 2002 Les européens sont invités à collaborer à K2K. 2002 Superkamioka redémarre avec 1 PM/2. 2002-2003 : demandes de financement de la ligne neutrino au gouvernement japonais.

4 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 L'Interaction à CC est dominée par le QE Réactions quasi-élastiques et inélastiques sur nucléon

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6 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 481 MeV muon neutrino (MC) produces 394 MeV muon which later decays at rest into 52 MeV electron. 1 canal= 15.9 ns

7 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 44

8 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 K2K Expérience de disparition de ν μ

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10 1 K2K-I - juin 99 à juillet 01 SCIFI : 5,9 t fiducielles. 1kt : 25 t fiducielles.

11 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Front detector FD : détermination du flux. Lots d' événements utilisés : -1kt : 1 anneau muon -SCIFI : *1 trace. *2 traces, enrichi en quasi-élastique(QE). *2 traces, appauvri en QE. Le passage du flux en position proche au flux en position lointaine(rapport F/N) nécessite de passer par un modèle de faisceau.

12 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 1Kt 1Rμ SCIFI QE SCIFI NQE

13 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Résultats K2K. L'extrapolation des détecteurs proches prédit 80.1 +6.2 -5.4 évts dans SK, sans oscillation; on en observe 56. *C'est significatif à mieux que 1 %. *Les incertidudes dominantes sont : * le rapport F/N(5 %) * les volumes fiduciels(5%). *Les valeurs de sin 2 (2θ) et Δ m2 sont compatibles avec les résultats obtenus avec les ν atmosphériques.

14 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Sous ensemble des 29 événements 1Rμ: spectre en énergie

15 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 Détection et mesure des π 0 dans la kt: -cohérence de la simulation. -application à la mesure des courants neutres dans SK et à l'évidence contre les neutrinos stériles.

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18 1 Un nouveau détecteur, le SCIBAR But : détecteur à grain fin qui améliore l'efficacité de détection des protons à basse énergie. Par conséquent, meilleure séparation des événements QE et NQE...mais, pas de H 2 O, essentiellement du C n H m.

19 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 SciBar Detector Extruded scintillator with WLS fiber readout Neutrino target is scintillator itself 2.5 x 1.3 x 300 cm 3 cell ~15000 channels Light yield 7~20p.e./MIP/cm (2 MeV) Detect 10 cm track Distinguish proton from pion by using dE/dx High 2-track CC-QE efficiency Low non-QE backgrounds Extruded scintillator (15t) Multi-anode PMT (64 ch.) Wave-length shifting fiber EM calorimeter 1.7m 3m Just constructed in this summer! H. Maesaka nov 2003 KEK-RCNP International School and mini-Workshop for Scintillating Crystals and their Applications in Particle and Nuclear Physics

20 F.Pierre - neutrino-France - 27 novembre 2003 K2K et JPARC-ν 1 CC-QE candidate Area of circle is proportional to ADC Hits along the proton track are larger Top viewSide view μ μ p p H.Maesaka

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23 1 JPARC-ν -expérience de disparition de ν μ. mais surtout -expérience d'apparition de ν e.

24 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 θ 13 : on veut faire mieux que MINOS et ICARUS/OPERA! 44

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26 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Le complexe d'accélérateurs J-PARC à Tokai 44

27 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Les travaux ont commencé : 44

28 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 44 La ligne neutrino et les stations de mesure proches ne sont pas encore financées.

29 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 JHF-ν adopte le principe du faisceau à angle : 44

30 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Faisceau à angle : 44

31 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 44 !!

32 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Les bruits de fond : La contamination du faisceau, venant des muons et des kaons. La misidentification des γ de π 0, provenant surtout des événements à courants neutres. La misidentification des muons en électron, provenant des événements à courant chargé. 44

33 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Pi-zero K2K event at Super-Kamiokande Pi-zero K2K event at Super-KamiokandePi-zero K2K event at Super-Kamiokande 44

34 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 44 Sin 2 (2θ 13) )=0.1

35 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Le contrôle du faisceau en position proche, les buts : Mesure du flux de ν et extrapolation à SK. Mesure du spectre en énergie des ν. Mesure de la contamination de ν e. Mesure et suivi de la direction du faisceau. 44

36 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Le contrôle du faisceau en position proche, les moyens : Un détecteur à la SK, massif et lointain. - pour éviter les empilements. - pour voir le tunnel comme un point. Un détecteur à grain fin. Des moniteurs de faisceaux Au vu de l'expérience en cours à K2K, avec en particulier un détecteur en cours d'installation, le SCIBAR : 44

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42 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Résumé et remarques: L'expérience K2K confirme avec des neutrinos artificiels l' oscillation vue avec les neutrinos atmosphériques. Vers la fin de cette décennie, à partir de 2008, l'expérience JPARC-nu sera la plus performante sur l'apparition de ν e et la mesure éventuelle de θ 13. C'est un pas important vers la violation de CP dans le secteur leptonique. Ces expériences sont complexes du point de vue de la compréhension du faisceau. C'est un pas scientifique et technique important vers l'étape ambitieuse d'un détecteur de masse fiducielle de l'ordre de la mégatonne. 44

43 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003 Réserve

44 F.Pierre – neutrino-France - 27 novembre 2003. 44 Systématiques : < 1% sur sin 2 (2θ 13 ) < 10 -4 eV 2 pour Δm 2 23

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