大亚湾中微子实验中9Li和8He本底及θ13测量方法的研究

In the Daya Bay reactor neutrino experiment,isotopes 9Li and 8He produced in the detector by cosmic-ray muons are the most problematic background to determine precisely the neutrino mixing angle θ13. To remove and accurately measure this kind of background, we plan to reconstruct the direction of muons in the neutrino detector with PMT timing and outside hits. We plan also to study further the method of θ13 fitting, the optimization of selection criteria, other kinds of background and the systematic errors. We expect all this can reduce the error of the θ13 measurement at the Daya Bay neutrino experiment.

在大亚湾中微子实验中，宇宙线μ子在探测器内产生的9Li和8He同位素是最重要的本底之一。为了精密测量中微子振荡的混合角θ13，就要减少这种本底，并对这种本底进行精确的测量。另外,拟合θ13的方法、事例选择条件、其他本底的研究以及各种误差的估计也都需要深入研究。申请人期望通过中微子探测器中μ子的重建，来更好地排除9Li和8He本底，并提高对它们测量精度；同时期望通过对θ13拟合方法的研究，以及事例选择条件、其他本底和各种误差的研究，来进一步提高θ13的测量结果。

在大亚湾反应堆中微子实验中，能够与反β衰变信号发生混淆的本底之一是源自于反中微子探测器中9Li和8He同位素所产生的信号衰变。如果我们能够精确估算由这一本底所引起的统计误差、并能尽可能地消除它所带来的影响，就有可能进一步提高标准模型中对于中微子混合角θ13的测量精度。在本项目的研究中，我们发展了一种优化算法，这涉及到一种“贪婪算法”，即利用互信息（mutual information）作为我们的优化函数来识别最具有信息读出价值的传感器，这样就能给出最佳的信号-本底区分比。我们发现，通过使用这种优化算法后，在实验中只需要选择反中微子探测器系统中13个传感器的输出信号，就可以在消除90 %以上本底的情况下达到75 %的信号接收效率。我们所使用的判选标准是精确测量这些传感器中所沉积的总电荷量。