1000tliquid

scintillator(20%PC,80%Dodekan)

1800 PMTs1800 PMTs

KAMLANDKAMLAND

nepe +→+ +ν

prompt signalEv – 0.77MeV

delayed signalMeV)2.2(γ+→+ dpn

Average distance of reactors from Kamland:

175km

New KamLAND result (hep-ex/0406035)

83.02sin

eV103.8:FitBest

122

25212

=

×=Δ −

θ

m

„First evidence of deformation in energy spectrum for solar/reactor neutrinos“

Caren Hagner, Universität Hamburg 7

Neutrino Oscillations: the unknown sector

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛−

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

−⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

−=

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛ −

3

2

1

1212

1212

1313

1313

2323

2323

10000

0010

0

00

001

ννν

ννν

δ

δ

τ

μ cssc

ces

esc

cssc

i

ie

?

Caren Hagner, Universität Hamburg 8

νe νe (disappearance experiment)

M. Apollonio et. al., Eur.Phys.J. C27 (2003) 331-374

Best Limit on θ13: CHOOZ

Δm2atm = 2×10-3 eV2

sin22θ13 < 0.2

(90% C.L)

Pth= 8.5 GWth, L = 1,1 km, M = 5toverburden: 300 mwe

Target: 5t Gd loaded (0.09%) Scintillator

Caren Hagner, Universität Hamburg 9

nepe +→+ +ν

prompt signalEv – 0.77MeV

delayed signalMeV)2.2(γ+→+ dpn Oder: n-Einfang an Gd,

8MeV Photonen

Caren Hagner, Universität Hamburg 10

Messmethoden für θ13, CPV:

mit

(anti-v)

Neutrino Superstrahlen: Erscheinen von ve im vμ Strahl

Reaktor Experimente: Verschwinden von Anti-ve

Syne

rgie

Caren Hagner, Universität Hamburg 11

near far

Neutrinoexperimente an Kernreaktoren und θ13

νν

Δθθ−

Δθ−≈ν→ν

4ELmsin2sincos

4ELmsin2sin1)P(

2212

122

134

2312

132

ee

• max. sensitivity on θ13: Eν ~ 4 MeV, Δmatm2 Losc/2 ~ 1.5 km

KamLAND

CHOOZ

sin2(2θ12)sin2(2θ13)

Reactor Neutrino Experiments Reactor Neutrino Experiments (Proposals)(Proposals)

Angra

Double-Chooz

Kaska

Daya bay

1st generation: sin2(2θ13)~0.01-0.03

2 d 2(2 ) 0 01

Caren Hagner, Universität Hamburg 13

Double-CHOOZ

Double-Chooz sensitivity for (Δm2 = 2.0-2.5 10-3 eV2):sin2(2θ13) < 0.03, 90% C.L.

Caren Hagner, Universität Hamburg 14

Double Chooz

Vergleich von (fast identischen) Nah- und Ferndetektor:Viele Unsicherheiten heben sich weg, z.B.Reaktorneutrinofluss und –spektrum.

Größeres Target (von 5 auf 10m3) und Längere Messzeit (5 Jahre), mehr Statistik.

Verbessertes Detektordesign und Materialauswahl (radioaktive Reinheit) basierend auf den Erfahrungen von CHOOZ.

Wie kann der systematische Fehler des CHOOZ Experimentesauf <1% verringert werden?

Caren Hagner, Universität Hamburg 15

Double CHOOZ Detektor

γMeV8Gd n enpve

→++→+ +

Caren Hagner, Universität Hamburg 16

Double CHOOZ: Scintillator R&D

Caren Hagner, Universität Hamburg 17

Double CHOOZ Sensitivität

Caren Hagner, Universität Hamburg 18

Double CHOOZ Status

Aufbau des fernen Detektors findet gerade statt,Ende 2009 Commissioning des fernen Detektord.

Design des Nahlabors fertig. Baubeginn 2009.2011 Commissioning des nahen Detektors.

Caren Hagner, Universität Hamburg 19

Global analysis: Hints of θ13 > 0„Hints of θ13 > 0 from global neutrino data analysis“, Fogli, Lisi, Marrone, Palazzo, Rotunno, arxiv:0806.2649v2