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Resultados Recientes de MiniBooNE sobre Oscilaciones de Neutrinos Alexis A. Aguilar-Arévalo Columbia University por la colaboración MiniBooNE XXI Reunión Anual, División de Partículas y Campos, Sociedad Mexicana de Física México D.F., Junio 21-22, 2007
Resultados Recientes de MiniBooNE sobre Oscilaciones de Neutrinos Alexis A. Aguilar-Arévalo Columbia University por la colaboración MiniBooNE XXI Reunión
Resultados Recientes de MiniBooNE sobre Oscilaciones de
Neutrinos Alexis A. Aguilar-Arvalo Columbia University por la
colaboracin MiniBooNE XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22,
2007
Diapositiva 2
University of Alabama Los Alamos National Laboratory Bucknell
University Louisiana State University University of Cincinnati
University of Michigan University of Colorado Princeton University
Columbia University Saint Marys University of Minnesota Embry
Riddle University Virginia Polytechnic Institute Fermi National
Accelerator Laboratory Western Illinois University Indiana
University Yale University Colaboracin MiniBooNE XXI Reunin Anual,
Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico
D.F., Junio 21-22, 2007
Diapositiva 3
Puntos a tratar: 1. Motivacin 2. Descripcin del experimento 3.
Eventos tipo en MiniBooNE 4. Piezas del anlisis de oscilaciones 5.
Errores Sistemticos 6. Resultados iniciales Conclusiones XXI Reunin
Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica
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Diapositiva 4
1. Motivacin XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007
Diapositiva 5
Motivacin de MiniBooNE: el experimento LSND de Los Alamos
Exceso de e en haz de 87.9 22.4 6.0 (3.8 ) Haz de,decaimiento de +
en reposo Seal: e + p e + + n Luz Cerenkov del e + en coincidencia
retardada con rayo gama de 2.2 MeV, captura del neutrn en hidrgeno
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de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007
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Distancia a la fuente: L ~ 30 m Energa promedio: E ~ 30 MeV
LSND Collaboration, Phys. Rev. D64, 112007 e disapp. e Interpretado
como oscilaciones de 2 KARMEN: (L~17 m) Contemporneo de LSND, no
observ evidencia del efecto. Resultado compatible con LSND al 64%
C.L. E.D.Church et al., Phys.Rev.D66:013001 (2002) XXI Reunin
Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica
Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Motivacin de MiniBooNE: el
experimento LSND de Los Alamos
Diapositiva 7
Resultados de neutrinos solares y atmosfricos han sido
verificados por otros experimentos, restringiendo los posibles
valores de los parmetros (KAMLAND, K2K). LSND es el nico resultado
positivo a distancias cortas (L~ algunos 10 2 m) Estas tres seales
de oscilaciones son inconsistentes con el esquema de tres del
Modelo Estndar. m 13 2 = m 12 2 + m 23 2 El esquema de tres
requiere: m 12 2 = m 1 2 - m 2 2 m 23 2 = m 2 2 - m 3 2 increasing
(mass) 2 Propsito de MiniBooNE: verificar/refutar LSND XXI Reunin
Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica
Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Motivacin de MiniBooNE: el
experimento LSND de Los Alamos
Diapositiva 8
2. Descripcin del experimento XXI Reunin Anual, Divisin de
Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio
21-22, 2007
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Booster K+K+ blanco y horndetectortierra regin de decaimiento
absorbedor haz primariohaz terciariohaz secundario
(protones)(mesones)(neutrinos) e booster El experimento MiniBooNE
Estrategia: Usar una similar L/E 1 Distancia ms larga: L 500 m
Energa ms alta: E 500 MeV Buscar oscilaciones de en la misma regin
del espacio de parmetros que LSND Sujeto a errores sistemticos
diferentes XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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El acelerador Booster de Fermilab acelera protones
impartindoles un momento de 8.9 GeV/c. La lnea de neutrinos del
Booster extrae los protones para MiniBooNE. Booster K+K+ blanco y
horndetectortierra regin de decaimiento e booster XXI Reunin Anual,
Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico
D.F., Junio 21-22, 2007 El experimento MiniBooNE absorbedor haz
primariohaz terciariohaz secundario
(protones)(mesones)(neutrinos)
Diapositiva 11
Los mesones positivos son enfocados, los mesones negativos son
desenfocados. El campo magntico incrementa el flujo de en 6.
Operado con pulsos de 2.5 kV, a 174 kA a < 5Hz. Los protones son
enviados a un blanco de Be de 1.7 dentro de un campo magntico
(magnetic horn). Booster K+K+ detectortierra regin de decaimiento e
booster blanco y horn XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El
experimento MiniBooNE haz primariohaz terciariohaz secundario
(protones)(mesones)(neutrinos) absorbedor
Diapositiva 12
Los mesones decaen a lo largo de un tubo de 50m. Los mesones
residuales y protones que no interactan son detenidos en los
bloques de hierro del absorbedor. Booster K+K+ blanco y
horndetector e booster regin de decaimiento tierra XXI Reunin
Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica
Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El experimento MiniBooNE haz
primariohaz terciariohaz secundario (protones)(mesones)(neutrinos)
absorbedor
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El detector est localizado 541m despus del blanco. Cubierto por
3 m de tierra para reducir los rayos csmicos. Booster K+K+ blanco y
horndetectortierra e booster XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas
y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007
El experimento MiniBooNE haz primariohaz terciariohaz secundario
(protones)(mesones)(neutrinos) regin de decaimiento absorbedor
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Tanque esfrico (6m de radio) lleno con ~800t de aceite mineral.
Principalmente un detector de radiacin Cerenkov, tambin es sensible
a luz de centelleo producida en el aceite. Simulado con un Monte
Carlo en GEANT3. El detector: Dentro hay 1280 tubos
fotomultiplicadores (PMTs) dando una covertura por fotoctodos del
10%. Regin pticamente aislada (el veto ) contiene 240 PMTs. Usada
para rechazar rayos csmicos. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas
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Diapositiva 15
3.Eventos tipo en MiniBooNE XXI Reunin Anual, Divisin de
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Eventos de neutrinos claramente visibles en la ventana de
adquisicin de datos. La duracin de un chorro o spill del haz es de
1600ns. La componente uniforme del background debida a muones de
rayos csmicos. La componente con decaimiento exponencial son
electrones del decaimiento de muones en reposo (electrones Michel).
Eventos en el detector 20 s 1.6 s Macro estructura del haz t(ns)
XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana
de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 f < 5 Hz
Diapositiva 17
- e - + + e Requiriendo baja actividad en el veto eliminamos
los muones de rayos csmicos. An hay e del decaimiento de Espectro
de electrones Michel: Rechazados al requerir un mnimo de PMTs
disparados (la energa mxima del espectro es 52 MeV). XXI Reunin
Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica
Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Eventos en el detector 20 s 1.6 s
Macro estructura del haz t(ns) f < 5 Hz
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Este simple criterio de seleccin de candidatos a neutrino
provee eliminacin del background proveniente de de rayos csmicos
del 99%. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad
Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Eventos en el
detector 20 s 1.6 s Macro estructura del haz t(ns) f < 5 Hz
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Estabilidad de la corrida: Los eventos observados por minuto
son consistentes con un proceso de Poisson. Full Run El nmero de
candidatos a neutrino por protn enviado al blanco de MiniBooNE es
estable en el tiempo. Total de 5.5810 20 POT XXI Reunin Anual,
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D.F., Junio 21-22, 2007 POT = Protons On Target
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Sub-eventos Cmulos de actividad del tanque en el tiempo Evento
tpico de 2 sub-eventos: e - del decaimiento de electrn Michel) XXI
Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de
Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 e e Ej. :Interacciones de
cuasi-elasticas de CC producen dos sub-eventos
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Muones en el detector Anillos bien definidos y llenos hacia el
interior son caractersticos de las trazas de muones. XXI Reunin
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Electrones en el detector Producen anillos difusos : Dispersin
mltiple Procesos radiativos XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas
y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22,
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s en el detector Dos anillos del tipo electrn por el
decaimiento en dos fotones. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas
y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007
Producidos en interacciones de corriente neutra (NC)
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Cuando un fotn es dbil o escapa del tanque, el evento es
parecido a un electrn. s mal identificados en el detector XXI
Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de
Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Producidos en interacciones de
corriente neutra (NC) Este es el background por mala identificacin
mas grande en la bsqueda de oscilaciones.
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4. Piezas del anlisis de oscilaciones XXI Reunin Anual, Divisin
de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio
21-22, 2007
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Anlisis a ciegas en MiniBooNE (blind analysis) La seal de
oscilaciones es pequea preo relativamente fcil de aislar. Los datos
adquiridos son clasificados en cajas. Las cajas son abiertas para
anlisis si contienen
data MC Pre-seleccin para la bsqueda de oscilaciones: Al final
deseamos aislar eventos del tipo: Compartida por ambos anlisis de
oscilaciones: BDT y TBL El corte en el volumen fiducial depende del
algoritmo. PMTs Veto < 6 PMTs Tanque > 200 Slo 1 sub-evento
Radio < 500 cm Rechazar muones csmicos, electrones Michel
Eventos tipo electrn Vertices dentro del volumen fiducial XXI
Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de
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Anlisis TBL: separacin e / e CCQE CCQE MC Reconstruye trazas
bajo dos hiptesis diferentes: 1. traza de e 2. traza de Los eventos
son grupos de informacin a nivel de PMT: (q,t,x) Ajuste de 7
parmetros que definen la traza de la partcula. t,x,y,z E XXI Reunin
Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica
Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Usando log(L e /L )
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Anlisis TBL: separacin e / 0 Ajuste extendido para hallar dos
trazas tipo electrn. E 1, 1 1 t, x, y, z 2 XXI Reunin Anual,
Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico
D.F., Junio 21-22, 2007 Usando log(L e /L ) Corte de Masa
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Anlisis TBL: Eventos esperados 475 MeV 1250 MeV e K 94 e 132 0
62 Dirt 17 N 20 Other 33 Total 358 LSND best fit e 126 Rango de
experimento de conteo Sig/Bkgd = 6.8 Usando los cortes mostrados
grficamente en las transparencias anteriores, se selecciona la
muestra de candidatos a e : XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas
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Variable 3 Variable 2 Variable 1 Arbol de decisiones: Serie de
cortes basados en estudios Monte Carlo (N signal /N bkgd )
30,245/16,3059755/23695 20455/3417 9790/12888 1906/118287849/11867
signal-like bkgd-like sig-like bkgd-like etc. Este rbol es uno
entre muchas posibilidades Anlisis BDT: Boosted Decision Trees XXI
Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de
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Diapositiva 44
Anlisis BDT: Boosted Decision Trees Ahora, construimos muchos
rboles de decisin: cada uno pesa los eventos aumentando el poder de
identificacin de backgrounds mal identificados en rboles anteriores
(boosting). Para cada rbol, un evento en los datos es asignado +1
si es identificado como seal, -1 si es identificado como
background. La suma de todos los rboles se combina en un score
negativepositive tipo- Background tipo-seal XXI Reunin Anual,
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Diapositiva 45
Anlisis BDT: separacin seal/background El corte en el score de
Boosting es elegido en funcin de la energa para maximizar la
sensibilidad a oscilaciones. La seal (puntos rojos) esta claramente
separada de todos los tipos de backgrounds (puntos grises). La
comparancin de datos y Monte Carlo en la region lateral adjacente a
la seal muestra buena concordancia. Sig/Bkgd = 8.3 XXI Reunin
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Diapositiva 46
Una vez que la comparacin datos/MC es buena, la prediccin del
background es finalizada. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El
corte en el score de Boosting es elegido en funcin de la energa
para maximizar la sensibilidad a oscilaciones. La seal (puntos
rojos) esta claramente separada de todos los tipos de backgrounds
(puntos grises). La comparancin de datos y Monte Carlo en la region
lateral adjacente a la seal muestra buena concordancia. Anlisis
BDT: separacin seal/background
Diapositiva 47
XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad
Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 El corte en el
score de Boosting es elegido en funcin de la energa para maximizar
la sensibilidad a oscilaciones. La seal (puntos rojos) esta
claramente separada de todos los tipos de backgrounds (puntos
grises). La comparancin de datos y Monte Carlo en la region lateral
adjacente a la seal muestra buena concordancia. Anlisis BDT:
separacin seal/background
Diapositiva 48
4. Anlisis de errores sistemticos XXI Reunin Anual, Divisin de
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Diapositiva 49
Fuente de incertidumbre TBL/BDT Constreido por Reducido al en
el background de e s error en % datos de MB atar e y Flujo,
decaimiento de + / + 6.2 / 4.3 Flujo, decaimiento de K + 3.3 / 1.0
Flujo, decaimiento de K 0 1.5 / 0.4 Modelo del haz y el blanco 2.8
/ 1.3 Secciones eficaces de s 12.3 / 10.5 Rendimiento de NC 0 1.8 /
1.5 Interacciones externas (Dirt) 0.8 / 3.4 Modelo Optico 6.1 /
10.5 Modelo de la electrnica (DAQ) 7.5 / 10.8 Todos los errores
tuvieron una constriccin por datos de MiniBooNE Correlaciones entre
y e permiten reducir an ms algunos de los errores BDT tiene mayor
razn seal/ruido, pero es ms sensible a los errores sistemticos.
Fuentes de error sistemtico XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas
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Diapositiva 50
Manipulacin de incertidumbres en los anlisis: Para una fuente
de incertidumbre dada: Errores en una amplia gama de parmetros en
el modelo subyacente. Para una fuente de incertidumbre dada:
Errores en intervalos de E QE e informacin sobre la correlacin
entre los intervalos. Con lo que comenzamos...... lo que
necesitamos XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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Diapositiva 51
Matriz de errores, entrada Contiene la correlacin entre los
prametros. Matriz de errores, salida Contiene correlaciones entre
los intervalos de E QE. "multisim" propagacin de errores no-lineal
XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana
de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Para una fuente de
incertidumbre dada: Errores en una amplia gama de parmetros en el
modelo subyacente. Para una fuente de incertidumbre dada: Errores
en intervalos de E QE e informacin sobre la correlacin entre los
intervalos. Con lo que comenzamos...... lo que necesitamos
Manipulacin de incertidumbres en los anlisis:
Diapositiva 52
N i : nmero de eventos despus de cortes MC es el Monte Carlo
estndar representa una multisim dada M :nmero total de multisims
i,j son intervalos de E QE Construyendo la matriz de errores: La
matriz de errores total es la suma sobre todas las fuentes de error
MC p3 p1 p2 E XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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Diapositiva 53
TBL: Usa la matriz de e -slamente BDT: Usa la matriz de - e
Correlaciones entre intervalos de E QE provenientes del modelo
ptico: BDT MC XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 N i :
nmero de eventos despus de cortes MC es el Monte Carlo estndar
representa una multisim dada M :nmero total de multisims i,j son
intervalos de E QE La matriz de errores total es la suma sobre
todas las fuentes de error Construyendo la matriz de errores:
Diapositiva 54
TBL: Ajustar prediccin del MC para reproducir el espectro
medido de (tomar en cuenta correlaciones de errores sistemticos)
Incertidumbres sistemticas y estadsticas includas en (M ij ) -1
BDT: Incluir correlaciones de y e en la matriz de errores: (i,j son
intervalos en E QE ) Aplicando las constricciones:
Diapositiva 55
Comparacin de las sensibilidades: BDT vs TBL El anlisis TBL
(linea contnua) tiene mayor sensibilidad a oscilaciones. En base a
esto fu elegido como el anlisis principal. La decisin fu tomada
antes de perder la ceguera. Contornos del 90% C.L., calculados con
2 =1.64 Determinadas en base a simulaciones XXI Reunin Anual,
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Diapositiva 56
5. Resultados XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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Diapositiva 57
Una vez que los cortes del anlisis han sido fijados y aplicados
a los datos: 1.Realizar el ajuste de oscilaciones a los datos
secuestrados. Hacer una prueba de 2 para un conjunto de variables
de diagnstico. Son todas razonables? (Prob ( 2 )>> 1%?)
2.Mirar las distribuciones del paso 1 (sin mostrar escala ni
errores estadsticos) 3.Hacer prueba de 2 a la distribucin de E QE
sin regresar los parmetros ajustados. 4.Comparar la distribucin de
E QE en datos y Monte Carlo, regresando los parmetros ajustados. En
esto punto la caja est abierta (26 de Marzo, 2007) Procedimiento de
apertura de La Caja Proceder en pasos con cautela. XXI Reunin
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Mxico D.F., Junio 21-22, 2007
Diapositiva 58
12 variables probadas en TBL 46 variables probadas en BDT Todas
las variables tuvieron buena probabilidad de 2 excepto... Anlisis
TBL: probabilidad de 2 para la variable E visible es ~1%. Paso 1.
Prueba de 2 en variables de diagnstico XXI Reunin Anual, Divisin de
Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio
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Diapositiva 59
12 variables probadas en TBL 46 variables probadas en BDT Todas
las variables tuvieron buena probabilidad de 2 excepto... Anlisis
TBL: probabilidad de 2 para la variable E visible es ~1%. Decisin:
Cambiar corte en la energa a: E QE > 475 MeV para el anlisis de
oscilaciones (efecto en sensibilidad es mnimo) Mostrar rango
completo en el artculo (>300 MeV). Paso 1. Prueba de 2 en
variables de diagnstico XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 No
hay cambio siginificativo en la sensibilidad EnQE>475 lnea
continua EnQE>300 lnea punteada
Diapositiva 60
12 variables probadas en TBL 46 variables probadas en BDT Todas
las variables tuvieron buena probabilidad de 2. Anlisis TBL:
Probabilidad de 2 para la variable E visible es ~28% Procedemos
Paso 1. de nuevo Prueba de 2 en variables de diagnstico 2 / ndf =
8.7 / 7 p = 0.28 2 / ndf = 7.2 / 8 p = 0.51 XXI Reunin Anual,
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Diapositiva 61
TBL (E QE >475 MeV) BDT Abriendo 12 grficas para TBL y 46
para BDT El MC contiene la seal ajustada y desconocida E visible 2
Prob= 28% fitted energy (MeV) E visible 2 Prob= 59% Ejemplo: Energa
visible Paso 2. Abrir distribuciones del paso 1 XXI Reunin Anual,
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Diapositiva 62
2 / ndf = 0.9 / 6 p = 0.99 E QE Paso 3. Prueba de 2 para la
distribucin de E QE Paso 4. Abrir la caja... Esta es la 2 del
ajuste de oscilaciones TBL (E QE >475 MeV) 2 Probabilidad: 99%
BDT 2 Probabilidad: 52% XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
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2007
Diapositiva 63
Diapositiva 64
Anlisis TBL: No hay seal de un exceso en la regin del anlisis
(donde se esperan oscilaciones de 2 s del tipo de LSND). Exceso
visible a bajas energas (fuera del rango del ajuste). Anlisis BDT:
Tampoco hay seal de un exceso, de hecho, los datos estn por debajo
de la prediccin. Indicio de un exceso a bajas energas, pero es
cubierto por el error en la normalizacin. Paso 4. Comparar
distribuciones, ver parmetros del ajuste XXI Reunin Anual, Divisin
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Diapositiva 65
TBL BDT Rango 475 < E QE < 1250 MeV 300 < E QE <
1600 MeV Datos 380 eventos 971 eventos expectacin 358 19 (stat) 35
(sys) 1070 33 (stat) 225 (sys) significacin 0.55 -0.38 Resultados
del experimento de conteo al abrir la caja: Los anlisis BDT y TBL
son significativamente distintos. XXI Reunin Anual, Divisin de
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Diapositiva 66
Lmites de oscilaciones de ambos anlisis: Siendo consistentes
con las expectaciones en la regin de la seal, los dos anlisis
pueden calcular un lmite. Los lmites de ambos anlisis son
consistentes entre s. El primer resultado de MiniBooNE es un lmite
para oscilaciones de 2 del tipo e. XXI Reunin Anual, Divisin de
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Diapositiva 67
Existen varias formas de presentar lmites: Barrido unilateral
(single sided raster scan): 2 = 1.64, ajuste a sin 2 2 para cada m
2 (usado histricamente, presentado aqu) Barrido Global ( 2 = 2.71,
ajuste 2-dim ) Esquema unificado (Feldman-Cousins) Interpretacin
del lmite de MiniBooNE La colaboracin MiniBooNE est preparando un
anlisis combinado de los datos de los tres experimentos:
LSND-KARMEN-MiniBooNE. Comparamos las varias prescripciones con la
regin permitida segn el anlisis conjunto de KARMEN-LSND. [ Church,
et al., PRD 66, 013001]. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22,
2007
Diapositiva 68
Una prueba de compatibilidad entre MiniBooNE y LSND 1. Para
cada m 2, determinar la medicin de MB y LSND: z MB z MB, z LSND z
LSND, donde z = sin 2 (2 ), y z es el error 1. 2.Para cada m 2,
formar 2 entre las mediciones de MB y LSND 3. Hallar z 0 que
minimiza 2 (promedio pesado de las dos mediciones) Esto da 2 min 4.
Hallar la probabilidad de 2 min para 1 dof; sta es la probabilidad
de compatibilidad para este valor de m 2. XXI Reunin Anual, Divisin
de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio
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Diapositiva 69
Maximum Joint Probability m 2 (eV 2 ) Este estudio conduce a
una incompatibilidad del 98% con la interpretacin de que LSND y
MiniBooNE observan aparicin de e por oscilaciones de 2 del tipo e.
XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad Mexicana
de Fsica Mxico D.F., Junio 21-22, 2007 Una prueba de compatibilidad
entre MiniBooNE y LSND
Diapositiva 70
Conclusiones Tanto el anlisis BDT como el anlisis TBL, muestran
que no hay un exceso significativo de eventos de e sobre la
expectacin del background. MiniBooNE excluye la regin permitida al
90% C.L. por el anlisis conjunto de KARMEN y LSND, con un nivel de
confianza del 90%. Los datos de MiniBooNE y LSND son incompatibles
al 98% C.L. con la interpretacin de que ambos son el resultado de
oscilaciones e. El exceso de eventos observado a bajas energas en
MiniBooNE es inconsistente con aparicin de e por oscilaciones de 2
y se encuentra bajo investigacin. XXI Reunin Anual, Divisin de
Partculas y Campos, Sociedad Mexicana de Fsica Mxico D.F., Junio
21-22, 2007 Phys. Rev. Lett. 98, 231801 (2007)
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Backup Slides XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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HARP collaboration, hep-ex/0702024 HARP (CERN) 5% Beryllium
target 8.9 GeV proton beam momentum Data are fit to a Sanford-Wang
parameterization. p + p + production XXI Reunin Anual, Divisin de
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+ production Measurements of K+ production from past
experiments were fit to a parameterization to describe the
production of these particles in the simulation. The
parameterization is based in Feynman scaling to compare datasets
with different incident momentum and target material. XXI Reunin
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Muon tracker and scintillation cube system Laser flask system
Calibration sources: the laser system XXI Reunin Anual, Divisin de
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4 10 12 protons per 1.6 s pulse delivered at up to 5 Hz. 5.58
10 20 POT (proton on target) 20 s 1.6 s Beam macro structure 19ns
1.5 ns Beam micro structure FNAL Booster Booster Target Hall Time
structure of neutrino beam XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y
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2007
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Efficiency: Log(L e /L ) + Log(L e /L ) + invariant mass
Backgrounds after cuts Summary of Track Based cuts Precuts + XXI
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Ejemplo: Incertidumbres del modelo ptico Para entender las
variaciones permitidas, 70 simulaciones al nivel de los PMTs fueron
producidas con variaciones en los parmetros Multisims El modelo
tiene 39 parmetros que deben variarse Las variaciones son
constrenidas por muestras de electrones Michel y lseres XXI Reunin
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M A QE, e lo sf 6%, 2% (stat+bkg only) QE norm 10% QE shape
funcin de E e / QE funcin de E De datos CCQE en MiniBooNE De datos
NC 0 en MiniBooNE Ejemplo: Incertidumbres en secciones eficaces De
otros experimentos La mayora de estas incertidumbres son comunes a
y e y tienden a cancelarse cuando las correlaciones entre ambas
muestras son tomadas en cuenta en el anlisis. E B, p F 9 MeV, 30
MeV s 10% M A 1 25% M A N 40% DIS 25% NC 0 rate funcin del momento,
0 M A coh, coh. 25% N rate funcin de mom + 7% BF XXI Reunin Anual,
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N N 25% CC + Fcil de distinguir (3 sub-eventos). No es un
background substancial para el anlisis de oscilaciones. N 0 N 8% El
decaimiento produce un solo fotn y ocurre con una probabilidad de
0.56%. Modelo de secciones eficaces: eventos que producen piones NC
0 El 0 decae en dos fotones. El evento se puede confundir con un
electrn si un fotn es dbil, emulando la seal. Va la produccin de
resonancias en interacciones -nuclen (N) XXI Reunin Anual, Divisin
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CCQE U Z = cos z z n p Comparando eventos CCQE en datos y Monte
Carlo XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos, Sociedad
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Modelo ptico del detector Luz: Cerenkov, Centelleo,
Fluorescencia Toma en cuenta la respuesta de carga/tiempo de los
PMTs. Dispersin, reflecciones, pre-pulso de PMTs En total 39
parmetros a ajustar (e.g. longitud de atenuacin, fuerza de
fluorescencia, etc. ). Datos de e - Michel y LASER usados para su
calibracin. XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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Anlisis TBL: separacin e / 0 Ajuste extendido para hallar dos
trazas tipo electrn. E 1, 1 1 t, x, y, z 2 XXI Reunin Anual,
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D.F., Junio 21-22, 2007 Seal: masa0 (e-like) Banda lateral Sideband
Monte Carlo 0 only BLIND Sideband: masa0 (e-like) log(L e /L )
Detected photons from Prompt light (Cherenkov) Late light
(scintillation, fluorescence) in a 3:1 ratio for b~1 Attenuation
length: >20 m @ 400 nm We have developed 39-parameter Optical
Model based on internal calibration and external measurement
Optical Model XXI Reunin Anual, Divisin de Partculas y Campos,
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Resultados de MiniBooNE: El primer resultado de MiniBooNE es un
lmite para oscilaciones de 2 del tipo e. XXI Reunin Anual, Divisin
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21-22, 2007 Phys. Rev. Lett. 98, 231801 (2007)