Corso di Fisica Subnucleare Neutrini Atmosferici Prodotti da interazioni dei raggi cosmici con gli strati superiori dell'atmosfera, seguiti dal decadimento dei mesoni instabili prodotti Flusso assoluto dipende da modello atmosfera e composizione raggi cosmici: p(85%) a(11%) H.N.(2%) e(2%) Misure con sonde (palloni) o calorimetri a terra danno : Nota : 1 a contribuisce ~ come 4 protoni 𝑑𝑁 𝑑𝐸 =1.8 𝐸 −2.7 Nucleoni 𝑐𝑚 2 𝑠𝑠𝑟𝐺𝑒𝑉 𝐸1𝑇𝑒𝑉 Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Neutrini Atmosferici (2) En ~ 0.1 - 100 GeV Posso produrre (e osservare) sia e che m Non serve conoscere flusso assoluto, basta sapere : 𝑅=        e   e  ≃2 Processi parassiti : 𝐾 𝐿   ± 𝑒 ∓  𝑒 Infatti : 𝐾    0 𝑒 ∓  𝑒  + 𝐾 +   +   ,  +  𝑒 +  𝑒        0 𝑒 ∓  𝑒 Servono simulazioni precise Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Corso di Fisica Subnucleare SuperKamiokande Volume totale : 50Kton H20 purissima Interno (fiduciale): 22500 ton Esterno (veto) Segnale: radiazione Cherenkov in acqua Lettura : 11200 fotomoltiplicatori Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Rivelazione Segnale v Atmosferici Neutrini energetici (1-> 1000 GeV) , sopra soglia per produzione m (CC) : (e c.c.) Direzione : inclinazione ellissi Cherenkov Energia : lunghezza della traccia nel rivelatore (dE/dX) Separazione m/e : “definizione” anello Cherenkov (e sciamano, i contorni degli anelli sono meno netti) Prestazioni calibrate su fascio   𝑒 𝑁  𝑒 𝑁′ Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Classificazione degli eventi Leptone prodotto nel rivelatore 0.1 <El < 10 GeV “Fully contained” MultiGeV ( El > 1 GeV ) SubGev (0.1< El < 1 GeV) “Partially contained” (nel volume fiduciale) Muone prodotto nella roccia sotto il rivelatore ( El ~1-1000 Gev) Stopping El ~10 Gev Throughgoing El ~100 Gev Eventi d'oro ! Misuro l'energia effettiva El,Ql fortemente correlate con Ev,Qv Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Correlazione Angolo - Distanza Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

SuperKamiokande Spettri 𝑅=   𝑒    𝑜𝑏𝑠   𝑒    𝑐𝑎𝑙𝑐 = 0.64±0.02±0.05sub 0.68±0.03±0.08multi Predizione no oscillazioni Best fit nell'ipotesi di oscillazione ≠1! Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

SuperKamiokande Risultati L/E > 500 Km/GeV Scomparsa vm ! Plot: oscillazione (no decay) Fit ai dati: Sin2 2Q = 1.0 (max) Dm2 = 2.4 10-3 ev2 c2 / ndf = 162/160 Poca risoluzione in L/E. Osservo <P(nm -> n(non m)) > = 0.5 sin2 2Q mediata su molti periodi MA IN COSA SCOMPARE ? Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

SuperKamiokande: Interpretazioni Escluso da CPT e limiti di Palo Verde, CHOOZ su Entrambi possibili, tuttavia il fit nell'ipotesi di un neutrino sterile (che non interagisce con la Terra attraversata) da' un c2 peggiore     𝑒 ?  𝑒         ?,     𝑆 ? Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Conferma Indipendente: K2K Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07

Corso di Fisica Subnucleare K2K: risultati Attesi 80+-6 Osservati 56 Spettro Ev compatibile con oscillazione Best fit: Sin2 2Q = 1.0 (max) Dm2 = 2.8 10-3 ev2 Eccellente accordo con dati da v atmosferici Corso di Fisica Subnucleare Parte II – AA 06-07