[PPT] - I m p a c t o f c r o s s s e c t i o n u n c PowerPoint Presentation

SLIDE 1

I m p a c t

f

c r

s

s s e c t i

n

u n c e r t a i n t i e s

n

n e u t r i n

s

c i l l a t i

n

p a r a m e t e r s

P i l a r C

l
m

a

C e n t e r f

r

N e u t r i n

P

h y s i c s V i r g i n i a T e c h

N u F a c t 2 1 3 A u g 1 9

2

4 , 2 1 3 I H E P , B e i j i n g , C h i n a

SLIDE 2

H

t

t

p

i c !

G r a n , N i e v e s , S a n c h e z a n d V i c e n t e V a c a s , 1 3 7 . 8 1 5 [ h e p

p

h ] , N i e v e s , R u i z S i m

,

V i c e n t e V a c a s , 1 3 2 . 7 3 [ h e p

p

h ] , N i e v e s , S a n c h e z , R u i z S i m

,

V i c e n t e V a c a s , 1 2 4 . 5 4 4 [ h e p

p

h ] , N i e v e s , R u i z S i m

,

V i c e n t e V a c a s , 1 1 6 . 5 3 7 4 [ h e p

p

h ] , N i e v e s , R u i z S i m

,

V i c e n t e V a c a s , 1 1 2 . 2 7 7 7 [ h e p

p

h ] , L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ] , L a l a k u l i c h , G a l l m e i s t e r , Mo s e l , 1 2 3 . 2 9 3 5 [ n u c l

t

h ] , L a l a k u l i c h , Mo s e l , 1 3 5 . 3 8 6 1 [ n u c l

t

h ] , L a l a k u l i c h , Mo s e l , 1 2 1 . 4 7 1 7 [ n u c l

t

h ] , Ma r t i n i E r i c s

n

, 1 3 3 . 7 1 9 9 [ n u c l

t

h ] , Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , 1 2 1 1 . 1 5 2 3 [ h e p

p

h ] , Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , 1 2 2 . 4 7 4 5 [ h e p

p

h ] , Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , 1 1 1 . 2 2 1 [ n u c l

t

h ] , Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , Ma r t e a u , 1 2 . 4 5 3 8 [ h e p

p

h ] , S

b

c z y k , 1 2 1 . 3 6 7 3 [ h e p

p

h ] , G

l

a n , G r a c z y k , J u s z c z a k , S

b

z c y k , 1 3 2 . 3 8 9 [ h e p

p

h ] … a n d m a n y m

r

e ! ! 1 2 . 2 6 8 [ h e p

e

x ]

SLIDE 3

O u t l i n e

1 ) I n t r

:

w h y s

w
r

r i e d a b

u

t s y s t e m a t i c s ? 2 ) I m p a c t

f

n

r

m a l i z a t i

n

u n c e r t a i n t i e s

n

C P v i

l

a t i

n

s e a r c h e s 3 ) S h a p e u n c e r t a i n t i e s : r e c

n

s t r u c t e d n e u t r i n

e

n e r g y , fj n a l s t a t e i n t e r a c t i

n

s ( F S I ) , 2 p 2 h e fg e c t s 4 ) C

n

c l u s i

n

s

SLIDE 4

T h e g

l

d e n c h a n n e l

T h e b e s t c h a n c e t

m

e a s u r e C P V i s t h r

u

g h :

Xvac / sin2 µ¢m2

31L

4E ¶ Yvac / sin µ¢m2

31L

4E ¶ sin µ¢m2

21L

4E ¶

C e r v e r a e t a l . , h e p

p

h / 2 1 8

SLIDE 5

I m p a c t

f

s y s t e m a t i c s

n

C P V

C

l
m

a a n d F e r n a n d e z

Ma

r t i n e z , 1 1 1 . 4 5 8 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 6

N e a r / F a r c a n c e l l a t i

n

?

A t r e a c t

r

e x p e r i m e n t s , t h e c a n c e l l a t i

n
f

s y s t e m a t i c s b e t w e e n n e a r / f a r d e t e c t

r

s i s v e r y e fg e c t i v e :

D i s c u s s e d d u r i n g WG 1 + WG 2 s e s s i

n
n

T u e s d a y S e e a l s

K

e t t e l ' s t a l k

SLIDE 7

N e a r / F a r c a n c e l l a t i

n

?

A t r e a c t

r

e x p e r i m e n t s , t h e c a n c e l l a t i

n
f

s y s t e m a t i c s b e t w e e n n e a r / f a r d e t e c t

r

s i s v e r y e fg e c t i v e : B u t a n a p p e a r a n c e e x p e r i m e n t u s i n g a c c e l e r a t

r

n e u t r i n

s

:

D i s c u s s e d d u r i n g WG 1 + WG 2 s e s s i

n
n

T u e s d a y S e e a l s

K

e t t e l ' s t a l k

SLIDE 8

I m p a c t

f

s y s t e m a t i c s

n

C P V

H u b e r , Me z z e t t

a

n d S c h w e t z , 7 1 1 . 2 9 5 [ h e p

p

h ]

I n

r

d e r t

d
C

P v i

l

a t i

n

s e a r c h e s , w e n e e d a n a p p e a r a n c e e x p e r i m e n t . P

s

s i b l e w a y s t

r

e d u c e t h e i m p a c t

f

s y s t e m a t i c s :

p

u t c

n

s t r a i n t s

n

r a t i

b

e t w e e n c r

s

s s e c t i

n

s f

r

d i fg e r e n t fm a v

r

D a y , Mc F a r l a n d , 1 2 6 . 6 7 4 5 [ h e p

p

h ]

d
a

c

m

b i n e d fj t u s i n g b

t

h a p p e a r a n c e a n d d i s a p p e a r a n c e d a t a

S e e t a l k s b y H u b e r a n d Me z z e t t

SLIDE 9

P r e c i s i

n

, s y s t e m a t i c s a n d n e a r d e t s

C

l
m

a , H u b e r , K

p

p , Wi n t e r , 1 2 9 . 5 9 7 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 10

S

f

a r s

g
d

. H

w

e v e r . . .

C e r t a i n a s s u m p t i

n

s h a v e b e e n m a d e , i n p a r t i c u l a r :

I

d e n t i c a l n e a r a n d f a r s p e c t r a ( u n l i k e l y , b u t w e c a n d r e a m . . . )

N
s

h a p e u n c e r t a i n t i e s

n

t h e c r

s

s s e c t i

n

w e r e c

n

s i d e r e d → i e , p e r f e c t k n

w

l e d g e

f

n u c l e a r m

d

e l I f t h i s i s n

t

t h e c a s e , t h e s i t u a t i

n

c a n b e f a r m

r

e c

m

p l i c a t e d . . . I w i l l f

c

u s

n

t h e s e e fg e c t s i n t h e r e s t

f

t h e t a l k

SLIDE 11

C r

s

s s e c t i

n

m

d

e l s

F e r n a n d e z

Ma

r t i n e z , Me l

n

i , 1 1 . 2 3 2 9 [ h e p

p

h ] S F = S p e c t r a l F u n c t i

n

F G = F e r m i G a s R MF = R e l a t i v i s t i c m e a n fj e l d R P A = R a n d

m

P h a s e A p p r

x

i m a t i

n

S e e S

b

c z y k ' s t a l k

SLIDE 12

C r

s

s s e c t i

n

m

d

e l s

Ma r t i n i , Me l

n

i , 1 2 3 . 3 3 3 5 [ h e p

p

h ] ME C M m

d

e l f r

m

Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , Ma r t e a u , 9 1 . 2 6 2 2 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 13

F i n a l S t a t e I n t e r a c t i

n

s

L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 14

E n e r g y r e c

n

s t r u c t i

n

e fg e c t s

L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ]

D i s c u s s e d i n d e t a i l i n WG 2 d u r i n g Mo n d a y a n d T u e s d a y

SLIDE 15

E n e r g y r e c

n

s t r u c t i

n

e fg e c t s

T h e s e e fg e c t s c a n b e p a r a m e t r i z e d a s m i g r a t i

n

m a t r i c e s f r

m

t r u e t

r

e c

n

s t r u c t e d e n e r g y :

L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 16

What would happen if we don't include these effects in the MC?

(...or, if we don't do it properly)

SLIDE 17

T

y

m

d

e l

S

u p e r

B

e a m w i t h p e a k e n e r g y a r

u

n d . 6 Me V , L = 2 9 5 k m 2 2 . 5 k t

n

WC d e t e c t

r

→ Q E e v e n t s

n

l y ( 1

r

i n g )

U

s e m i g r a t i

n

m a t r i x f

r

1 6

O p r

d

u c e d w i t h G i B U U

h t t p : / / g i b u u . p h y s i k . u n i

g

i e s s e n . d e / G i B U U / w i k i

Mu
n

n e u t r i n

d

i s a p p e a r a n c e

n

l y → fj t t

a

t m

s

p h e r i c p a r a m e t e r s

I

n c l u s i

n
f

b i n

t
b

i n u n c

r

r e l a t e d s y s t e m a t i c s ( 2 % ) t

t

r y t

a

c c

m
d

a t e s h a p e d i fg e r e n c e s

I

d e a l n e a r d e t e c t

r

a s s u m e d

B u s s e t a l . , 1 1 6 . 1 3 4 4 [ h e p

p

h ] C

l
m

a a n d H u b e r , 1 3 7 . 1 2 4 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 18

T

y

m

d

e l

N

e g l e c t i n g a l l F S I a n d m u l t i n u c l e

n

c

n

t r i b u t i

n

s , w e c a n c

m

p u t e t h e n u m b e r

f

e v e n t s a s :

H
w

e v e r , i n p r a c t i c e w e w i l l

b

s e r v e a d i fg e r e n t d i s t r i b u t i

n

a t t h e d e t e c t

r

, g i v e n b y :

H
w

e v e r , a n i n t e r m e d i a t e s i t u a t i

n

w

u

l d m

s

t l i k e l y t a k e p l a c e :

C

l
m

a a n d H u b e r , 1 3 7 . 1 2 4 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 19

T

y

m

d

e l

A

s e x p e c t e d , v e r y d i fg e r e n t d i s t r i b u t i

n
f

e v e n t s a r e

b

t a i n e d i n e a c h c a s e :

C

l
m

a a n d H u b e r , 1 3 7 . 1 2 4 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 20

T

y

m

d

e l

C

l
m

a a n d H u b e r , 1 3 7 . 1 2 4 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 21

T

y

m

d

e l

E v e n i f w e g e t a l l F S I r i g h t e x c e p t 2 p 2 h c

r

r e c t i

n

s . . .

C

l
m

a a n d H u b e r , 1 3 7 . 1 2 4 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 22

C

n

c l u s i

n

s ( I )

T

h e m

s

t r e l e v e n t s y s t e m a t i c s

n

a p p e a r a n c e e x p e r i m e n t s a r e t h

s

e r e l a t e d t

c

r

s

s s e c t i

n

s

– U

n a v a i l a b i l i t y

f

fj n a l fm a v

r

a t t h e n e a r d e t e c t

r

m a y b e a p r

b

l e m

S

y s t e m a t i c e fg e c t s m a y b e k e p t u n d e r c

n

t r

l

u n d e r s e v e r a l a s s u m p t i

n

s :

– n

fm

u x s h a p e u n c e r t a i n t i e s

– n

c

r

s

s s e c t i

n

s h a p e u n c e r t a i n t i e s

– d

i s a p p e a r a n c e d a t a c a n b e u s e d t

r

e d u c e u n c e r t a i n t i e s i n a p p e a r a n c e

SLIDE 23

C

n

c l u s i

n

s ( I I )

H

e r e w e h a v e s h

w

n s

m

e r e s u l t s f

r

a t

y

m

d

e l d

i

n g a v e r y s i m p l e fj t t

j

u s t

n

e a n g l e a n d

n

e m a s s s p l i t t i n g

– We

fj n d a l a r g e i m p a c t

n

t h e d e t e r m i n a t i

n
f

t h e m i x i n g a n g l e , w h i c h d i s f a v

r

s m a x i m a l m i x i n g

– T

h e r e i s a s i g n i fj c a n t b i a s

n

t h e m a s s s p l i t t i n g a s w e l l

E

v e n i f w e g e t a l l F S I i n t e r a c t i

n

s c

r

r e c t l y , f a i l u r e t

i

n c l u d e 2 p 2 h e fg e c t s p r

p

e r l y w i l l a l r e a d y i n d u c e s i g n i fj c a n t b i a s

SLIDE 24

O u t l

k
T

h e r e i s a l

t
f

w

r

k t

d
:

– Wh

a t i s t h e e fg e c t f

r

a L A r d e t e c t

r

?

– Wh

a t a b

u

t t h e d i fg e r e n c e s b e t w e e n d i fg e r e n t e v e n t g e n e r a t

r

s ( N U A N C E , G E N I E , N E U T , N u Wr

)

?

– Wh

a t a b

u

t d i fg e r e n c e s b e t w e e n d i fg e r e n t t a r g e t m a t e r i a l s ?

– E

fg e c t i n a n t i n e u t r i n

c

h a n n e l s ? Wh a t i s t h e e fg e c t

n

C P v i

l

a t i

n

s e a r c h e s ?

A d e t a i l e d a n a l y s i s n e e d s t

b

e d

n

e f

r

e a c h e x p e r i m e n t i n

r

d e r t

e

v a l u a t e i t p r

p

e r l y

SLIDE 25

Thank you!

SLIDE 26

Backup

SLIDE 27

Mu l t i n u c l e

n

i n t e r a c t i

n

s

N i e v e s , S a n c h e z , R u i z S i m

,

V i c e n t e V a c a s , 1 2 4 . 5 4 4 [ h e p

p

h ]

S e e t a l k b y N i e v e s a n d S

b

c z y k

Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , 1 2 1 1 . 1 5 2 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 28

E v e n t d i s t r i b u t i

n

s

SLIDE 29

Mi g r a t i

n

m a t r i c e s

SLIDE 30

Mi g r a t i

n

m a t r i c e s

SLIDE 31

E n d

f

t h e s t

r

y ?

L a l a k u l i c h a n d Mo s e l , 1 2 1 . 4 7 1 7 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 32

N u c l e a r e fg e c t s a n d F S I

L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 33

N u c l e a r e fg e c t s a n d F S I

L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 34

I m p a c t

f

s y s t e m a t i c s

n

C P V

C

l
m

a , H u b e r , K

p

p , Wi n t e r , 1 2 9 . 5 9 7 3 [ h e p

p

h ]

SLIDE 35

T

y

m

d

e l

L a l a k u l i c h , Mo s e l a n d G a l l m e i s t e r , 1 2 8 . 3 6 7 8 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 36

Mu l t i n u c l e

n

e fg e c t s

Ma r t i n i , E r i c s

n

, C h a n f r a y , Ma r t e a u , 1 2 . 4 5 3 8 [ n u c l

t

h ]

SLIDE 37

Q E c r

s

s s e c t i

n

a t Mi n i B

N

E

Mi n i B

N

E c

l

l . , 1 2 . 2 6 8 [ h e p

e

x ]

S e e S c h m i t z ' s t a l k a n d WG 2 p a r a l e l l s e s s i

n

s

n

Mo n

T

u e