Quarkmischung und CKM-Matrix

Quarkmihung und CKM-Matrix 9% CL Grenzen für die Elemente von V (PDG24) Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 1

Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 2 Parametrization of Neutrino Mixing = 3 2 1 13 13 12 12 13 12 12 13 13 12 12 13 12 12 13 13 12 13 12 2 1 2 1 2 1 ] [ ] [ 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 = 3 2 1 12 12 12 12 13 13 13 13 1 1 1 δ δ τ µ e e i i e

Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 3 Neutrino Mihung: Statu = 3 2 1 12 12 12 12 13 13 13 13 1 1 1 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

Lepton v Quark Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 4

Wa haben wir biher über die Neutrinomaen gelernt? m 2 2-m 2 1 8 1-5 ev 2 m 2 3-m 2 2 (±) 2 1-3 ev 2.5 ev < m v < 2.2 ev Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 5

Welhe Maenhierarhie? m olar 8 1-5 ev 2, m atm 2 1-3 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 SS27 26.6.27 6

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

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 : 18 11. 6 erwartet ohne Ozillationen: 15.9 + 1. Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 8

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MINOS 735 km Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 12

MINOS (Started in 25) Far Detetor Near Detetor 5.4 kton, 8 8 3m 484 teel/intillator plane 1 kton, 4 5 15m 282 teel, 153 intillator plane Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 13

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 SS27 26.6.27 14

NEW MINOS reult Obervation of Muon Neutrino Diappearane with the MINOS Detetor in the NuMI Neutrino Beam Phy. Rev. Lett. 97, 19181 (26) Integrated Intenity: 1.27 1 2 pot (with 12 GeV p) BEST FIT: 2 +.44 3 2 2 m = 2.74.26 1 ev, in (2θ ) >.87 (68%CL) Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 15

MINOS Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 16

OPERA: Detetion of v T in v µ v T Oillation FIRST BEAM in Augut 26 732 km LNGS v µ v τ? Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 17

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 SS27 26.6.27 18

Atmophärihe Neutrino Erte Evidenz für Neutrinoozillationen durh Superkamiokande (1998) Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 19

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

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 SS27 26.6.27 22

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

Atmophärihe Neutrino Ozillationwahrheinlihkeit variiert mit Zenithwinkel θ θ L 2 km atmophärihe Neutrino: E v einige GeV L 13 km 2 2 1. 27 m P( µ τ ) = in 2θ atm in E Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 24 2 atm L

http://www-k.irr.u-tokyo.a.jp/k/index-e.html Behreibung de SK Detektor: Nul. Intrum. Meth. A51()418-462

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 SS27 26.6.27 27

The World larget PMT Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 28

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

through going myon

Solar neutrino Thi i a real event (not Monte Carlo), reorded on 1998-3- 12 14:8:4. It i about 12.5 MeV and ha an unuually nie, well-defined ring. The olor ale i time.

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 SS27 26.6.27 35

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 SS27 26.6.27 36

in 2 2θ >.9 and 1.9 1-3 < m 2 < 3. 1-3 ev 2 (9% CL) bet fit: in 2 2θ = 1.2, m 2 = 2.4 1-3 ev 2 (L/E Auwertung) Elementarteilhenphyik II SS27 26.6.27 37

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

After Repair for SK-2