在大亞灣實(shí)驗(yàn)中對(duì)中微子振蕩參數(shù)的精確測(cè)量.pdf

1、中微子物理是高能物理領(lǐng)域最前沿的方向之一。中微子振蕩也是迄今為止實(shí)驗(yàn)上直接觀察到的唯一超出粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型的現(xiàn)象，為新物理提供了突破口。中微子振蕩由三個(gè)混合角，兩個(gè)質(zhì)量平方差以及一個(gè)Dirac相位角δCP描述。在大亞灣實(shí)驗(yàn)之前，最后一個(gè)混合角θ13還未被實(shí)驗(yàn)測(cè)得。而θ13的大小決定下一代測(cè)量未知參數(shù)δCP和質(zhì)量順序的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)我們完善對(duì)中微子的了解至關(guān)重要?？梢哉f(shuō)，θ13的大小在很大程度上決定了未來(lái)中微子物理的發(fā)展方向。
　　大

2、亞灣實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是精確測(cè)量混合角θ13。核電站有六個(gè)反應(yīng)堆(總熱動(dòng)率為17.4 GW)提供高流強(qiáng)中微子。三個(gè)地下實(shí)驗(yàn)大廳，兩個(gè)近廳和一個(gè)遠(yuǎn)廳，放置共八個(gè)中微子探測(cè)器來(lái)探測(cè)從反應(yīng)堆發(fā)出的中微子。實(shí)驗(yàn)大廳上方的山體可以有效地屏蔽宇宙高能繆子射線引起的實(shí)驗(yàn)本底。近廳探測(cè)器離反應(yīng)堆幾百米遠(yuǎn)，用于測(cè)量反應(yīng)堆中微子流強(qiáng)。遠(yuǎn)廳探測(cè)器離反應(yīng)堆約兩千米，用于測(cè)量中微子的缺失。遠(yuǎn)近探測(cè)器的相對(duì)測(cè)量可以有效控制絕對(duì)流強(qiáng)帶來(lái)的誤差，是提升實(shí)驗(yàn)精度的關(guān)鍵。

3、　　本論文介紹了作者在大亞灣實(shí)驗(yàn)的三部分主要工作：自動(dòng)刻度系統(tǒng)方面的硬件工作；數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面的工作；以及一套完整的中微子能譜振蕩分析。
　　自動(dòng)刻度系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)探測(cè)器的日?？潭龋晟茖?duì)探測(cè)器位置和能量響應(yīng)的了解。作者參與完成了8個(gè)探測(cè)器共24個(gè)自動(dòng)刻度單元的現(xiàn)場(chǎng)組裝，測(cè)試和安裝。在2012年對(duì)探測(cè)器進(jìn)行的特殊刻度，參與設(shè)計(jì)了特殊放射源的包裝，并完成了一系列的特殊刻度的安裝和采數(shù)工作。自動(dòng)刻度系統(tǒng)提供的各種刻度數(shù)據(jù)，是探測(cè)器能量刻度

4、的基礎(chǔ)。利用各種刻度數(shù)據(jù)，大亞灣探測(cè)器的相對(duì)能標(biāo)差別小于0.2%，絕對(duì)能標(biāo)誤差在2 MeV以上小于1%，是對(duì)θ13和反應(yīng)堆能譜精確測(cè)量的關(guān)鍵因素。
　　數(shù)據(jù)質(zhì)量控制是實(shí)驗(yàn)高質(zhì)量物理分析的關(guān)鍵前提。作者參與開(kāi)發(fā)并編寫(xiě)了大量數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方面的軟件。這些工作實(shí)現(xiàn)了對(duì)探測(cè)器數(shù)據(jù)質(zhì)量的日常監(jiān)測(cè)，篩選出適宜物理分析的數(shù)據(jù)，為實(shí)驗(yàn)組提供統(tǒng)一的，優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)列表用于分析。
　　最后一部分是論文的核心工作，中微子振蕩能譜分析及其結(jié)果。作者完成了

5、一整套從中微子事例挑選，挑選效率和誤差的估計(jì)，本底估計(jì)到最終的振蕩參數(shù)擬合分析的工作。此工作對(duì)9Li/8He本底做了尤其細(xì)致的分析，利用產(chǎn)生9Li/8He的高能繆子之后的中子數(shù)目的分布，研究了估計(jì)低能繆子9Li/8He產(chǎn)額時(shí)的效率誤差,驗(yàn)證并鞏固了實(shí)驗(yàn)組之前的結(jié)果。此外還研究了反應(yīng)堆中微子核素能譜的模型及其誤差處理，含時(shí)分析對(duì)振蕩擬合結(jié)果的影響。最后我們給出了中微子振蕩參數(shù)的結(jié)果。論文分析基于大亞灣實(shí)驗(yàn)從2011年12月24日至2013