Exploring three-flavor neutrino
- scillations with MINOS
João A. B. Coelho
for the MINOS Collaboration
Tufts University
2 May 2014
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 1.1/ 39
Exploring three-flavor neutrino oscillations with MINOS Joo A. B. - - PowerPoint PPT Presentation
Exploring three-flavor neutrino oscillations with MINOS Joo A. B. Coelho for the MINOS Collaboration Tufts University 2 May 2014 Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 1.1/ 39 Outline Neutrino oscillations MINOS overview
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 1.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 2.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.1/ 39
e1
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.2/ 39
µe = Uµ1eim1τjU ∗ e1
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.3/ 39
j UµjeimjτjU ∗ ej
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.4/ 39
j UµjeimjτjU ∗ ej
j,k U ∗ ejUµjU ∗ µkUeke−i
∆m2 jkL 2E Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.5/ 39
j UµjeimjτjU ∗ ej
j,k U ∗ ejUµjU ∗ µkUeke−i
∆m2 jkL 2E
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.6/ 39
j UµjeimjτjU ∗ ej
j,k U ∗ ejUµjU ∗ µkUeke−i
∆m2 jkL 2E
In general: n(n − 1)/2 angles and (n − 1)(n − 2)/2 phases
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 3.7/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 4.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 4.2/ 39
∆m2
21
2E ∆m2
31
2E
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 4.3/ 39
∆m2
21
2E ∆m2
31
2E
2E
∆m2
31
2E
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 4.4/ 39
L/E (103 km/GeV)
⊙ ∼ 7.5 × 10−5eV2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 5.1/ 39
L/E (103 km/GeV)
⊙ ∼ 7.5 × 10−5eV2
⊕ ∼ 2.5 × 10−3eV2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 5.2/ 39
L/E (103 km/GeV)
⊙ ∼ 7.5 × 10−5eV2
⊕ ∼ 2.5 × 10−3eV2
αα) sin2(1.27∆m2 ααL/E) + O(∆m2 ⊙L/E)2 Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 5.3/ 39
L/E (103 km/GeV)
⊙ ∼ 7.5 × 10−5eV2
⊕ ∼ 2.5 × 10−3eV2
2 sin2(2θ⊕ αα) + sin2(2θ⊙ αα) sin2(1.27∆m2 ⊙L/E)] Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 5.4/ 39
µµ) sin2 ∆µµ + O(∆⊙)2
µe) sin2 ∆µe + ˜
αβ
µµ = θ⊕ µe = θ⊕ ee) Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 6.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 7.1/ 39
µµ| = 2.41+0.09
−0.10 × 10−3 eV2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 7.2/ 39
−0.056 (NH)
µµ| = 2.41+0.09
−0.10 × 10−3 eV2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 7.3/ 39
21 = (7.53±0.18)×10−5 eV2
−0.012
−0.056 (NH)
µµ| = 2.41+0.09
−0.10 × 10−3 eV2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 7.4/ 39
21 = (7.53±0.18)×10−5 eV2
−0.012
−0.056 (NH)
µµ| = 2.41+0.09
−0.10 × 10−3 eV2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 7.5/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 8.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 8.2/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 8.3/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 8.4/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 8.5/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 9.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 10.1/ 39
Cosmic Ray MINOS
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 10.2/ 39
D e c a y P i p e Target Near Detector νµ: 91.7% νµ: 7.0% νe + νe: 1.3% νµ: 58.1% νµ: 39.9% νe + νe: 2.0%
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 11.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 12.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 13.1/ 39
Hadron Shower
Hadron Shower
Hadron Shower
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 14.1/ 39
Hadron Shower
Hadron Shower
Hadron Shower
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 14.2/ 39
Hadron Shower
Hadron Shower
Hadron Shower
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 14.3/ 39
Hadron Shower
Hadron Shower
Hadron Shower
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 14.4/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 15.1/ 39
90% 99%
µµ) sin2(1.27∆m2 µµ L E ) + O(∆m2 ⊙ L E )2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 16.1/ 39
90% 99%
µµ) sin2(1.27∆m2 µµ L E ) + O(∆m2 ⊙ L E )2
µµ)
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 16.2/ 39
90% 99%
µµ) sin2(1.27∆m2 µµ L E ) + O(∆m2 ⊙ L E )2
µµ
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 16.3/ 39
90% 99%
µµ) sin2(1.27∆m2 µµ L E ) + O(∆m2 ⊙ L E )2
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 16.4/ 39
ΝΜ
Cosmic Ray MINOS θz
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 17.1/ 39
ΝΜ
Cosmic Ray MINOS θz
Predict∗
Predict∗
Predict∗
Predict∗
∗Contained-vertex events Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 17.2/ 39
32, sin2 θ23, sin2 θ13, δCP )
21 = 7.54 × 10−5 eV2
†Phys. Rev. Lett. 110, 251801 (2013) ∗Fogli et al., Phys. Rev. D 86, 013012 (2012) Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 18.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 19.1/ 39
13)
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 20.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 20.2/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 21.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 21.2/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 22.1/ 39
µe) sin2 ∆µe + ˜
µe) = sin2 θ23 sin2(2θ13) ∼ 5%
32 ∼ 20%
sin2(2θ13) sin2(2θ13)+[cos(2θ13)±A]2 → ∼ 2% effect Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 23.1/ 39
µe) sin2 ∆µe + ˜
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 23.2/ 39
most signal-like most background-like Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 24.1/ 39
sin2(2θ13) (Reactors) Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 24.2/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 25.1/ 39
32, sin2 θ23, sin2 θ13, δCP )
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 25.2/ 39
⋄ |∆m2
32| = 2.37+0.09
−0.09 × 10−3eV2
⋄ 0.35 < sin2 θ23 < 0.65 at 90% C.L.
⋄ |∆m2
32| = 2.41+0.12
−0.09 × 10−3eV2
⋄ 0.34 < sin2 θ23 < 0.67 at 90% C.L.
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 26.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 26.2/ 39
32
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 27.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.2/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.3/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.4/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.5/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.6/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 28.7/ 39
32
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 29.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 30.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 31.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 32.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 33.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 34.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 34.2/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 35.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 36.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 37.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 38.1/ 39
Coelho, J. A. B. (Tufts) MINOS BNL Colloquium 39.1/ 39