HK-Yokoyama-ICRR2013.key
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- りさこ まつかた
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1 100 for Hyper-Kamiokande Working Group 5 013/1/0
2 Supernova ν Sun ν Multi-purpose detector ハイパーカミオカンデ ν Proton Decays arxiv: [hep-ex] Hyper-K ν x5 ν 標的 & 核子崩壊ソース x50 of TK! for νcp より大強度のνビーム (J-PARCアップグレード) 100万トン 有効質量56万トン (強度 年) Masashi Yokoyama (U. Tokyo) / Hyper-Kamiokande: Detector Design and Physics Potential
3 Angle (degrees) - lnl m m >0 3 <0 90% CL ( m Data Best fit Background component Data Best fit Momentum (MeV/c) 3 >0) 90% CL ( m3 <0) TK, Accepted for PRL CP ( ) CP χ TK+reactor 50% POT ν + 50% POT ν sin θ 3 =0.40 sin θ 3 =0.50 sin θ 3 =0.60 Stat. Err. Only Projected Sys. Errs. 3 σ C.L. 90% C.L POT TK+NOνA+ ~σ 3
4 CP σ Δχ J-PARC (>MW) % 5% 10% 7.5MWyear sin θ13=0.1 normal MH 1 error of (degree) % systematics on signal, ν μ BG, νe BG, ν/ν =90 o =0 o sin 13 = Integrated beam power (MW year) 5% 74% δ >3σ CPV δ 10 J-PARC PAC(014/5 ) Letter of Intent 4
5 5 SK 10 p e + π 0 : yrs (90%CL) yrs (3σ) p νk + : yrs (90%CL) yrs (3σ) p e+π 0 Signal region τ/br= yr Invariant mass (MeV) SK >3σ
6 10 36 Nucleon Decay 90% CL sensitivity Lifetime limit 90%CL (years) Super-Kamiokande kton p e + π 0 Hyper-Kamiokande 560kton LAr 34kton p νk + p νk Year
7 Indirect WIMP Search 7 Neutrino astrophysics Supernova burst neutrino >50% efficiency with >3 multiplicity for <Mpc SN (~1/10yrs expected) Huge statistics if SN in our Galaxy ~50k 10kpc Supernova relic neutrino History of heavy element synthesis in the universe Precision measurements of solar neutrino Detection Probability Spectrum upturn, day/night asymmetry P(N!3) P(N!1) P(N!) Distance (Mpc)
8 International Hyper-Kamiokande WG Beamline 8
9 Open meetings WG ~100 R&D DAQ 9
10 A03: HK ~1kt DAQ 10
11 Snowmass process whitepaper + Hyper-Kamiokande Physics Opportunities arxiv: ( ) P5 Hyper-Kamiokande EU Open Meeting (1/18) R&D 11
12 ND beam spectrum similar to HK spectrum same WC detector as Hyper-K ne xsection measurement, good ne - p0 separation energy spectrometer R&D 状況 Rn/Free/Air/Generator/(400Nm3/h) Compressor /// Dryer 0.3 m// filter Buffer HO,CO// remover 0oC/ Charcoal 0.1 m// filter 0.01 m// filter &40oC/ Charcoal 0.01 m// filter ~1kton km Xsection view Buffer Water/System Mine/ water/ 10 m/filter Buffer RO CO/ remover /// WC DI(MB)/ /300t/h/for/ini<al/supply/ Radon/free//Air/ Radon/free//Air/ //Buffer/// UV/ MD/ DI(CP)/ Radon/free//Air/ UF/ 100t/h/for/recircula<on/ Muon Range Detector Chiller///// 1 m/filter HK#Tank# D DAQ system 31 In!Super3K Immersed!in!water? event builder with Software trig. switch network switch ADC+TDC Front End PC 10 ev bld From!11,000! to!99,000 ~500 PMTs/FEPC Total ~ 0.5 GB/s /compartment ( / compartment ) ~5 MB/s/FEPC In!Hyper3K! ~10MB/sec ~0 FEPCs ( / compartment ) TRG Front End PC GPS Front End PC ( / compartment ) Data flow manager Organizer To offline system ( outside of the mine ) Most!parts!are!similar!to!Super3K FIG. 15. Schematic diagram of the data acquisition system. Inspired by 007 km TK proposal Pos
13 >700m overburden 13
14 R&D QE 50cm SK PMT 14
15 EGADS 00 0cm HPD 8 50cm QE PMT
16 SK/TK GEANT4 fitqun (SK/TK ) 16
17 Construction start Notional Timeline assuming construction budget being approved from JPY016 JFY cavity excavation access tunnels, waste rock tunnels liner geological survey site selection, detailed design photo-sensor R&D preparation for glass valve, PMT production PMT production PMT installation Operation water filling J-PARCν w/ 0kW J-PARCν w/ 750kW (Optimistic) Timeline for anticipated results -0 ~σ CPV indication (sinδ=1) by TK+reactors (also in Noνa) -03 Start Hyper-K data taking -06 Discovery of leptonic CPV w/ >5σ (MH at the same time or earlier) -08 Discovery of proton decays -0XX Always ready for Supernova neutrino burst TK accumulates approved POT (7.8x10 1 ) 17
18 01 8 Whitepaper Kavli IPMU 18
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masato@icrr.u-tokyo.ac.jp 996 Start 997 998 999 000 00 00 003 004 005 006 007 008 SK-I Accident Partial Reconstruction SK-II Full reconstruction ( SK-III ( ),46 (40%) 5,8 (9%),9 (40%) 5MeV 7MeV 4MeV(plan)
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