Quarkmischung und CKM-Matrix

Transkript

1 Quarkmihung und CKM-Matrix 9% CL Grenzen für die Elemente von V (PDG24) Elementarteilhenphyik II SS

2 Elementarteilhenphyik II SS Parametrization of Neutrino Mixing = ] [ ] [ α α δ δ α α δ δ α δ α τ µ i i i i i i i i i i i e e e e e e e e e e e e Ponteorvo-Maki-Nakagawa-Sakata (PMNS) Matrix: 3 Mixing angle: θ 12, θ, θ 13 1 Dira-Phae (CP violating): δ Ponteorvo-Maki-Nakagawa-Sakata (PMNS) Matrix: 3 Mixing angle: θ 12, θ, θ 13 1 Dira-Phae (CP violating): δ If neutrino are Majorana partile: 2 additional Majorana-Phae (CPV): α 1, α 2 = δ δ τ µ e e i i e

3 Elementarteilhenphyik II SS Neutrino Mihung: Statu = δ δ τ µ e e i i e Θ : 34 o -58 o θ 13 <13 o, δ? θ 12 : 29 o -39 o

4 Lepton v Quark Elementarteilhenphyik II SS

5 Wa haben wir biher über die Neutrinomaen gelernt? m 2 2-m ev 2 m 2 3-m 2 2 (±) ev 2.5 ev < m v < 2.2 ev Elementarteilhenphyik II SS

6 Welhe Maenhierarhie? m olar ev 2, m atm ev 2 2 ev v 1 v 2 v 3.5 ev v 3 m olar v 2 v 1 m atm m atm m olar v 2 v 1 v 3 normale Hierarhie Invertierte Hierarhie Quai-entartet Elementarteilhenphyik II SS

7 Neutrino Ozillationen Flavor-Eigenzutände v µ, v τ µ = oθ τ inθ inθ oθ 2 3 Maen-Eigenzutände v 2,v 3 mit m 2, m 3 Quelle erzeugt flavor- Eigenzutände Aubreitung betimmt durh Maen-Eigenzutände v 2 Detektor ieht flavor- Eigenzutände v µ v 3 v τ τ W W µ ω 2 2 2,3 = E 2,3 = p + m2,3 Winzige Frequenzunterhiede Phaenbeziehung ändert ih p,n Hadronen

8 Neutrino Ozillationen im K2K Behleuniger Experiment Naher Detektor: 1 ton Super-K 5 kton KEK 3m µ, <E >= 1.3 GeV 25km Daten (6/1999 2/24): Ereignie in SK : erwartet ohne Ozillationen: Elementarteilhenphyik II SS

9 Elementarteilhenphyik II SS

10 Elementarteilhenphyik II SS

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12 MINOS 735 km Elementarteilhenphyik II SS

13 MINOS (Started in 25) Far Detetor Near Detetor 5.4 kton, 8 8 3m 484 teel/intillator plane 1 kton, m 282 teel, 153 intillator plane Elementarteilhenphyik II SS

14 MINOS: Event topologie µ CC Event NC Event e CC Event UZ Monte Carlo VZ 3.5m 1.8m 2.3m long µ trak + hadroni ativity at vertex hort event, often diffue E n = E hower +P m 55%/ E 6% range, 1% urvature hort, with typial EM hower profile Elementarteilhenphyik II SS

15 NEW MINOS reult Obervation of Muon Neutrino Diappearane with the MINOS Detetor in the NuMI Neutrino Beam Phy. Rev. Lett. 97, (26) Integrated Intenity: pot (with 12 GeV p) BEST FIT: m = ev, in (2θ ) >.87 (68%CL) Elementarteilhenphyik II SS

16 MINOS Elementarteilhenphyik II SS

17 OPERA: Detetion of v T in v µ v T Oillation FIRST BEAM in Augut km LNGS v µ v τ? Elementarteilhenphyik II SS

18 v τ p,n τ - W Hadronen Detetion of Tau-Neutrino: τ-zerfall: τ τ τ τ µ e + v + v µ + v + v τ τ π ( nπ ) + v e + π π π ( nπ ) + v τ τ 18% 18% 48% 15% Typial topologie of τ-deay: Kink within 1 mm from vertex Ative target: 2. lead-emulion-brik = a. 1.8 t 1 mm τ v τ v µ µ - τ Pb Hadron 8.3kg Emulion layer Elementarteilhenphyik II SS

19 Atmophärihe Neutrino Erte Evidenz für Neutrinoozillationen durh Superkamiokande (1998) Elementarteilhenphyik II SS

20 Primary omi ray π N π π K N atmopheri neutrino µ

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22 Erte Anzeihen für eine Anomalie von R in den 8er Jahren, al möglihe Erklärungen kamen in Frage: - Fehler in (manhen) Experimenten - Neutrinoozillationen (- atmophäriher Neutrinoflu it ander al erwartet) Elementarteilhenphyik II SS

23 Kamiokande Experiment: Nobelprei 22 "for pioneering ontribution to atrophyi, in partiular for the detetion of omi neutrino" Maatohi Kohiba, (Kamioka Nuleon Deay) Experiment olare atmophärihe Supernova

24 Atmophärihe Neutrino Ozillationwahrheinlihkeit variiert mit Zenithwinkel θ θ L 2 km atmophärihe Neutrino: E v einige GeV L 13 km m P( µ τ ) = in 2θ atm in E Elementarteilhenphyik II SS atm L

25 Behreibung de SK Detektor: Nul. Intrum. Meth. A51()

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27 Superkamiokande PMT Magnetfeld < 1mG erforderlih! (Kompenationpulen um den Detektor) Cherenkov Strahlung (Черенков) Geladene Teilhen: 39 Photonen / m in Waer (im Bereih 3-7nm) Elementarteilhenphyik II SS

28 The World larget PMT Elementarteilhenphyik II SS

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31 Elementarteilhenphyik II SS

32 Super-Kamiokande eletron event 5kt H 2 O myon event 12 PMT

33 through going myon

34 Solar neutrino Thi i a real event (not Monte Carlo), reorded on :8:4. It i about 12.5 MeV and ha an unuually nie, well-defined ring. The olor ale i time.

35 A Meaurement of Atmopheri Neutrino Oillation Parameter by Super-Kamiokande I The Super-Kamiokande Collaboration, Phy. Rev. D 71, 1125 (25), hep-ex/5164 Ohne Ozillationen Ozillationen (bet fit) Daten Elementarteilhenphyik II SS

36 Andere Auwertung der SK Daten (Phy.Rev.Lett. 93 (24) 1181): Nur Ereignie mit höhter L/E Auflöung al Funktion von L/E Auflöung (fat) gut genug um Ozillationmuter zu ehen oillation EVIDENCE FOR AN OSCILLATORY SIGNATURE IN ATMOSPHERIC NEUTRINO OSCILLATION. Elementarteilhenphyik II SS

37 in 2 2θ >.9 and < m 2 < ev 2 (9% CL) bet fit: in 2 2θ = 1.2, m 2 = ev 2 (L/E Auwertung) Elementarteilhenphyik II SS

38 Super-Kamiokande: Aident 21 Aident Nov 21, 21: ~7 of 12 PMT imploded in hain reation

39 After Repair for SK-2