Double Chooz and Reactor Neutrino Oscillation: θ_13 Improvement and First Effective Δm^2_31 Measurement

این کتاب بر اساس کار نویسنده در آزمایش دابل چوز از سال 2010 تا 2013 است که هدف آن جستجوی ناپدید شدن الکترونیکی ضد نوترینو در نزدیکی تأسیسات نیروگاه هسته ای در نتیجه نوسانات نوترینو بود. نویسنده با مروری کوتاه بر نوسان نوترینو و مهم‌ترین یافته‌های تجربی گذشته در این زمینه، متعاقباً شرح کامل و مفصلی از آشکارساز نوترینو، از جنبه‌های شبیه‌سازی گرفته تا اصول تشخیص، و همچنین روش تحلیل داده‌های مورد استفاده برای استخراج ارائه می‌کند. پارامترهای نوسان نتایج اصلی در این کتاب عبارتند از: 1) بهبود در زاویه اختلاط، θ₁₃، عدم قطعیت با ترکیب دو مجموعه داده از انتخاب رویداد نوترینو: جذب نوترون در گادولینیوم و روی هیدروژن؛ و 2) اولین اندازه گیری تفاوت جرم مجذور موثر با ترکیب داده های تجربی نوترینوی راکتور فعلی از دایا بی، دابل چوز و RENO و بهره گیری از فواصل مختلف راکتور تا آشکارساز آنها. نویسنده توضیح می دهد که چگونه می توان از این روش های ترکیب داده ها برای تخمین این دو مقدار استفاده کرد. هر روش منجر به بهترین حساسیت ممکن برای پارامترهای نوسان با توجه به نوترینوهای راکتور می شود. آنها می توانند به عنوان یک روش استاندارد در آخرین داده های منتشر شده از آزمایش های فعلی استفاده شوند.

This book is based on the author’s work at the Double Chooz Experiment, from 2010 to 2013, the goal of which was to search for electronic anti-neutrino disappearance close to nuclear power plant facilities as a result of neutrino oscillation. Starting with a brief review of neutrino oscillation and the most important past experimental findings in this field, the author subsequently provides a full and detailed description of a neutrino detector, from simulation aspects to detection principles, as well as the data analysis procedure used to extract the oscillation parameters. The main results in this book are 1) an improvement on the mixing angle, θ₁₃, uncertainty by combining two data-sets from neutrino event selection: neutron capture on gadolinium and on hydrogen; and 2) the first measurement of the effective squared mass difference by combining the current reactor neutrino experimental data from Daya Bay, Double Chooz and RENO and taking advantage of their different reactor-to-detector distances. The author explains how these methods of combining data can be used to estimate these two values. Each method results in the best possible sensitivity for the oscillation parameters with regard to reactor neutrinos. They can be used as a standard method on the latest data releases from the current experiments.