中微子水基契倫可夫量能器的研究.pdf

1、近十年來，中微子物理不斷的獲得突破，它已經(jīng)成為最前沿的物理方向之一。而長基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)具有豐富的物理內(nèi)容，可以精確地測量中微子振蕩參數(shù)，例如sin22θ13，中微子在物質(zhì)中的效應(yīng)，質(zhì)量平方差，CP破壞相角δ等。基于此目的，我們構(gòu)建了一個(gè)全尺寸(1m×1m×13m)的水基契倫可夫量能器模型，驗(yàn)證了它所組成的大型探測器可以用于長基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)端探測器。 第一章中，簡單敘述了中微子物理的發(fā)展歷史，并討論了中微子真空振蕩理論

2、和物質(zhì)中的振蕩理論。提及了可以驗(yàn)證中微子振蕩的一些太陽中微子實(shí)驗(yàn)和大氣中微子實(shí)驗(yàn)，得到了MNSP矩陣中的部分參數(shù)值。由此提出長基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)，論及它所能測量的物理目標(biāo)和一些長基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)的未來發(fā)展?fàn)顩r。 在第二章，詳細(xì)論述了所構(gòu)建的水基契倫可夫量能器模型。首先，分析了已知的一些用于長基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)的探測器類型，比較得出我們構(gòu)造的探測器所具有的優(yōu)點(diǎn)。對所構(gòu)造的水基契倫可夫量能器的單個(gè)模型的論述，包括了量能器的結(jié)構(gòu)，反

3、射材料的篩選，光電倍增管的性能研究，電子學(xué)系統(tǒng)，以及凈化系統(tǒng)等。 第三章，則論及GEANT4工具包和基于此的單個(gè)水箱模擬程序G4WT。GEANT4是最近幾年發(fā)展的用于高能物理研究的非常有效的模擬工具包，其中論及了G4WT模擬程序中的重點(diǎn)內(nèi)容：GEANT4的光學(xué)過程描述。分析了G4WT模擬程序的框架結(jié)構(gòu)，時(shí)間性能等。 第四章則包括了對水基契倫可夫量能器模型的具體測量。詳細(xì)論述了實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和過程，對于在水箱中不同位置和不同角

4、度的取數(shù)，得到了水基契倫可夫量能器的水的有效衰減長度，和契倫可夫光的探測效率的角度依賴關(guān)系。最后，還述及了實(shí)驗(yàn)中一些不是理想的結(jié)果和討論。 最后一章中，利用第四章的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合G4WT模擬程序和基于GEANT3的模擬程序WCC的方法，以及采用了Minos的中微子產(chǎn)生子，基于H2B實(shí)驗(yàn)設(shè)想的背景，對于水基契倫可夫量能器的能量重建能力，背景等性能作了深入的分析和探討。 本篇論文完整的描述了一個(gè)用于長基線中微子振蕩實(shí)驗(yàn)的探測