Precise measurement of the electron antineutrino oscillation

Abstract

The Daya Bay experiment is designed to precisely measure short-baseline disappearance of reactor antineutrinos from reactor cores at the Daya Bay nuclear power plant complex in the Guangdong Province of China. It pre- sented the most precise measurements of oscillation parameters sin2 2θ13 = 0.084 ± 0.005 and |∆m2 ee| = (2.42 ± 0.11) × 10−3 eV2 . Background to the antineutrino signals is mainly created by cosmic muons and is effectively suppressed by use of water Cherenkov and RPC muon detectors. This thesis describe testing of RPC detectors prior to their installation at the experi- mental site. Part of the cosmic muons stop in the experiment's antineutrino detectors, and they decay or are captured by 12 C producing 12 B. Isotope 12 B contribute to accidental background. Rates of muon decays in the detectors are estimated in the thesis. The experiment can register electron antineutri- nos from supernova with expected signals around 20 MeV. Energy scale of the detectors at 53 MeV is determined.

Experiment Daya Bay je navržen pro přesné měření úbytku reaktorových antineutrin z komplexu jaderných elektráren v provincii Guangdong v Číně. Experiment prezentoval nejpřesnější měření oscilačních parametrů sin2 2θ13 = 0.084±0.005 a |∆m2 ee| = (2.42±0.11)×10−3 eV2 . Pozadí signálu antineutrin je tvořeno především působením kosmických mionů a je účinně potlačeno za pomoci aktivních Čerenkovských a RPC detektorů mionů. Tato disertační práce popisuje testování RPC detektorů před jejich instalací v místě experi- mentu. Část kosmických mionů se v detektorech antineutrin zastavuje, a pak se bud'to rozpadne, anebo se zachytí na jádře 12 C a vytvoří izotop 12 B. Tento izotop přispívá do tvorby pozadí z tzv. náhodných koincidencí. Disertační práce uvádí měření četností rozpadů mionů v detektorech antineutrin. Expe- riment je připraven registrovat elektronová antineutrina ze supernov. Jejich signál v detektoru se očekává v oblasti okolo 20 MeV. V práci je určena energetická škála detektoru pro energii 53 MeV.