Deniz YILMAZ

Ankara YEF GünleriMayıs 2009

Sıfırdan Farklı θ13 Değeri için Güneşve Reaktör Nötrino Verilerinin Birlikte

Analizi

NÖTRİNO KAYNAKLARINÖTRİNO KAYNAKLARI

•Yapay olarak üretilen nötrinolar

•Jeolojik nötrinolar

•Atmosferik nötrinolar

•Güneşsel nötrinolar

•Süpernova nötrinoları

1957 Bruno Pontecorvo “Nötrino salınımları”

1967 Pontecorvo ve Gribov “ Vakumda nötrino salınımları formülasyonu”

1968 Davis ve grubu “ Kayıp Güneş nötrinoları”

Nötrino Salınımlarının Kısa Tarihi

1985 IMB (Irvine-Michigan-Brookhaven) “Kayıp muon nötrinoları”

1996-1998 SuperKamiokande “Atmosferik ve Güneş nötrino salınımı”

1988 Kamiokande “Muon nötrinoları 60% az”

2001 SNO “Güneş nötrinolarının diğer 2 çeşniye geçişi gözlendi”

SALINIM DENEYSEL OLARAK KANITLANDI!

GÜNEŞ NÖTRİNOLARIGÜNEŞ NÖTRİNOLARI

Güneşte üretilen 1038 nötrino/sn

6.4x1010 nötrino/cm2sn

pp zinciri

98,5%

CNO Döngüsü

1,5%

GÜNEŞ NÖTRİNO DENEYLERİGÜNEŞ NÖTRİNO DENEYLERİ

37 37e Cl Ar e 71 71 *

e Ga Ge e

HOMESTAKEHOMESTAKE GALLIUM EXP.GALLIUM EXP.

Su Cherenkov DeneyleriSu Cherenkov Deneyleri

SNOSNO

(ES)(ES)

(NC)(NC)

(CC)(CC)

a ae e a ad p n e d p p e

* 1000 ton ağır su* 1000 ton ağır su* 9600 fotoçoğaltıcı tüp* 9600 fotoçoğaltıcı tüp

Super Kamiokande-SKSuper Kamiokande-SK

e ee e (ES)(ES)* 50000 ton ağır su* 50000 ton ağır su* 11146 fotoçoğaltıcı tüp* 11146 fotoçoğaltıcı tüp

Nötrino Salınımı SonuçlarıNötrino Salınımı Sonuçları

Kütle 0

0 0

0 0

e 1

μ 2

ν νcosθ sinθ=

ν ν- sinθ cosθ

0 Kütle 0 Kütle 0 Kütle 0 Kütle

VAKUM’ da NÖTRİNO SALINIMLARI

2 2 22 1

2 1m -m Δm

E -E = =2E 2E

2

2 2e μ 0

Δm1.27

EP ν ν ;L =Sin 2θ Sin L

1 2V V

1 2V V

e

H

E E E E

2 2 2E EE E

2 2 2

Cos2θ Sinθ ν=

νSinθ Cos2θ

Vakum

V V

V V

e 1

μ 2

ν νCosθ Sinθd di =i

ν ν- Sinθ Cosθdt dt

MADDE ORTAMINDA NÖTRİNO SALINIMLARI

C F e = 2G NV

N F n

1 =- G N

2V

ne F e

N 2G (N )

2V = F nμ,τ

1 =- G N

2V

CC NC

1 2V V

1 2V V

NCe e

μN

E E E E

2 2 2E EE E

2 2 2

Cos2θ +V +V Sinθν νdi =

ν νdtSinθ Cos2θ +V

EVRİM DENKLEMİ

V V

V V

2 2ef

e e

2 2μ ef

2G NΔm ΔmCos2θ Sinθν νd 4E 2 4Ei =

ν νdt 2G NΔm ΔmSinθ Cos2θ

4E 4E 2

2 2

Sin2κ t 0

1Sin κ t Cos κ t

2

μ

222 2e e f m e i m μ i

* *me e μ

1 1 1P(ν ν ,t ) + Cos 2θ ν (t ) Sin 2θ ν (t )

2 2 2

Sin4θ1(ν ν ν ν )

2 2

22 2

f eV V

2G NΔm ΔmCos2θ Sinθ

4E 2 4Eκ=

2

V

m

ΔmSin2θ

2ESin2θκ

2

V f e

m

ΔmCos2θ 2G N

2ECos2θκ

2

V

m 2

eV f

ΔmSin2θ

2ETan2θΔm

Cos2θ 2G N2E

İSTATİSTİKSEL ANALİZ

ve

NÖTRİNO DENEYLERİ

den

1 1 1 2 2 2

1 2

N2 (thr) (exp) -1 (thr) (exp)

i i i i i ii ,i

χ = (R -R )(V ) (R -R )

1 2 1 2 1 2i i i i i i(deney) (teorik)V V +V

j,j1,j2 = 1,2,...,8 (pp, pep, Hep, 7Be, 8B, N, O, F)

1 2 1 2 1 2i i i i i i(deney) (teorik)V V +V

i, i1, i2 =1, ..., 4 Deneyler (Cl, Ga, SK,SNO),

Ga ve Cl Deneyleri için Olay Oranı Hesabı

(teo)e eij j i ijR = dE (E)σ (E)P (ν ν ,E)

8

j=1

(teo) (teo)i ij=R R

SK için Olay Oranı Hesabı

x xν +e ν +e x=e,μ, τ

ES

e x

ES i iν ν e ee ej σ (E)[1-P(ν ν ,E,t)]R = dE (E) σ (E)P(ν ν ,E,t)+ }{

x xν +e ν +e x=e,μ, τ ESx=e,μ, τ ESx xν +e ν +e x=e,μ, τ ES

SNO için Olay Oranı Hesabı

eν +d p+p e

xν +d n p e

(CC)

(NC)

e eCC i

CCj ν ν ,E,tR dE (E)σ (E)P( )

NC iNCjR dE (E)σ (E)

SNO ES CC NCR =R +R +R

x xν +e ν +e x=e,μ, τ ES

GÜNEŞ NÖTRİNO DENEYLERİNİN GLOBAL GÜNEŞ NÖTRİNO DENEYLERİNİN GLOBAL ANALİZİANALİZİ

Nötrino salınımının Nötrino salınımının olabilecegi olası olabilecegi olası izinli bolgelerizinli bolgeler

2 2 2KamLANDgl += χχ χ

GLOBAL ANALİZ için

KamLAND( Kamioka Liquid Scintilator Antineutrino Detector )

+ep+ν n+e

χ2min (tan2θ12, δm12)≠ χ2

min (tan2θ12, δm12)Güneş KamLAND

Neden?

•Yeni fizik?

•θ13?

A.B. Balantekin, D. Yilmaz,arXiv:0804.3345

m122

~ (6~8)x10-5eV2, sin2212 ~ 0.8

Nötrino Parametreleri

Güneş ve Reaktör Nötrino Salınım Deneylerinden:

m232

~ (2~3)x10-3eV2, sin2223 ~ 0.9

Atmosferik ve Uzun Mesafe Hızlandırıcı Nötrino Salınım Deneylerinden (LSND,Minos,K2K):

1 CP bozulum fazı,

2 Kütle kare farkları (m122, m23

2),

3 Karışım açıları (12,23,13)

(3) CP fazı

(1)Sıfırdan farklı 13

(2) m232 ve 23 hassas ölçümü

(m232

)~0.1x10-3eV2, (sin2223)~0.025

Gelecekteki deneylerden beklenenler

Nötrino θ23 → θ12 → θ13 → δ/ρ/σ

Parametreleri : ~45° ~33° <10° ~???

1998 2001 20xx 20yy

DOUBLE CHOOZ

TEŞEKKÜRLERTEŞEKKÜRLER

Deniz YILMAZ

Ankara YEF GünleriMayıs 2009