Study on the Directionality of Reactor Neutrinos

(1)

Study on the Directionality of Reactor Neutrinos

Myoung Youl Pac ^∗

Department of Radiology, Dongshin University, Naju 520-714, Korea and Basic Science Research Institute, Dongshin University, Naju 520-714, Korea

June Ho Choi

Basic Science Research Institute, Dongshin University, Naju 520-714, Korea (Received 9 July 2013 : revised 24 July 2013 : accepted 11 September 2013)

We have studied the possibility of the directionality of reactor-induced anti-electron neutrinos by using neutron emission angle emitted from inverse beta decay in the liquid scintillation detector.

The asymmetry of the neutron emission angles found in Monte Carlo simulations if the RENO (reactor experiment for neutrino oscillation) experiment shows the directionality of anti-electron neutrinos. As the spatial resolution of the liquid scintillation detector was increased, the magnitude of the asymmetry decreased. Because the spatial resolution is smaller than 100 mm for the RENO experiment, at the 99.7% confidence level, the minimum number of Inverse beta decays (IBDs) such that no loss of directionality of neutrinos occurs should be larger than ∼ 10

³

events.

PACS numbers: 14.60.Pq, 29.40.Mc, 29.50.+c

Keywords: Directionality of neutrinos, Reactor experiment for neutrino oscillation

Ì

¦

R z º ú n ÞV R ËQ U ] §V R Ë; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

' å ~ x ^∗

1 l x @ / < Æ § ~ ½ Ó < Æõ , Å Ò 520-714 1

l x @ / < Æ § l íõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 520-714

L

|+ Ö < Ú

1 l x @ / < Æ § l íõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 520-714

(2013¸ 7 Z 4 9{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 7 Z 4 24{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 9 Z 4 11{ 9 > F S X & ñ )

Ó

o^ 9 Y Us Ø ¦ l ? /\ " f % i Z Ô æ õ (IBD, inverse beta decays)\ ¦ : x K µ 1 ÏÒ q t ) a × æ$ í _ ~ ½ Ó Ø

¦ y ` ¦ s 6 x # ì ø Í × æ$ í p { 9 ~ ½ Ó ¾ Ó (t ¾ Ó$ í ) 8 £ ¤& ñ 0 p x$ í ` ¦ 7 H _ º ú Ð ¸_ r Ð 3 x` ¦ : x K ¶ ú (

R Ð ¤ . & ³F % ò F g \ " f ' ÷ & ¦ e H RENO (reactor experiment for neutrino oscillation) z ´+ « >_

¨ 8

â ` ¦ s 6 x # × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ y s q 1 p x ~ ½ Ó& h s H z ´` ¦ S X % i Ü ¼ 9 Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x s

&

f \ q 1 p x ~ ½ Ó$ í _ & ñ ¸ y èô Ç H z ´` ¦ · ú Ã º e % 3 . RENO z ´+ « >_ â Ä º, Ø ¦ l _ 0 A u

ì r K 0 p x s 100 mm Ð ` ¦ M : 99.7%_ ø @ ¸ Ã ºï r \ " f × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ S X l 0 AK 9 כ

¹ô Ç IBD ì ø Í6 £ x _ Ã º H þ j è ∼ 10

³

e ` ¦ · ú Ã º e % 3 .

PACS numbers: 14.60.Pq, 29.40.Mc, 29.50.+c Keywords: × æ$ í p t ¾ Ó$ í , " é ¶ × æ$ í p 1 l xz ´+ « >

∗

E-mail: [email protected] 1004

(2)

I. " e Â ] Ø

"

é

¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t ) a ì ø Í × æ$ í p \ ¦ s 6 x ô Ç × æ$ í p

1 l x z ´+ « > É r þ j H \ [ O e y (mixing angle), θ 13 \ ¦ 8

£ ¤& ñ H $ í õ \ ¦ ¿ º% 3 [1,2]. è0 A " é ¶ × æ$ í p 1

l x z ´+ « >s ¦ Ô ¦ o Ä º H { 9 º _ z ´+ « >[ þ t É r θ 13 8 £ ¤& ñ ÷ r ë

ß m " é ¶ Ð : £ ¤ s & ³ © (reactor anomaly)` ¦ í < Ê ô

Ç ª ô Ç ì r Ð Õ ª Å Ò] j\ ¦ V , y ¦ e Ü ¼ 9 Õ ªü < 8Ô ¦ # Q

ª ô Ç ì r$ 3 ~ ½ ÓZ O ` ¦ כ ¹½ ¨ ¦ e . \ V\ ¦ [ þ t t ½ ¨_ Ù þ

\

" f µ 1 ÏÒ q t÷ & H t ½ ¨ × æ$ í p (geo-neutrino) < Ê É r í

$ í (supernova)\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H í $ í × æ$ í p _ 8 £ ¤& ñ

t Õ ª ½ ¨ # 3 0 A\ ¦ V , y ¦ e Ü ¼ 9 D h\ v > > S \ ÷ & ¦ e

H z ´+ « >\ " f & h F G& h Ü ¼ Ð Ð÷ & ¦ e . s [ þ t z ´+ « >[ þ t É r

×

æ$ í p \ ¦ Ø ¦ H X < e # Q ª ô Ç C â ì ø Í6 £ x` ¦ s K

¦ Õ ª & ñ ¸\ ¦ > í ß H X < ´ ú § É r ¸§ 4 ` ¦ l Ö ¦ s > ) a .

×

æ$ í p t ¾ Ó$ í (directionality) É r Ø ¦ l ñ[ þ t` ¦ s

6 x # × æ$ í p _ { 9 ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ H כ ` ¦ _ p ô

Ç . © @ /& h Ü ¼ Ð @ /+ þ A_ Ó ü t- ^ E $ ïá Ô Ø ¦ l (water- Cerenkov detector)\ ¦ s 6 x H â Ä º, × æ$ í p { 9 ~ ½ Ó

¾ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ H ~ ½ ÓZ O : r s S X w n ÷ &# Q e Ü ¼ q §& h è+ þ A _

Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l \ ¦ s 6 x H " é ¶ × æ$ í p z

´+ « >_ â Ä º Chooz z ´+ « >\ " f r ¸ ) a כ ü @\ f S X w n

)

a ~ ½ ÓZ O : r s \ O Ü ¼ 9 [3], & ³F Double Chooz Õ ªÒ ¨ \ " f l

> r _ Chooz Õ ªÒ ¨ \ " f 6 x ÷ &% 3 ~ ~ ½ ÓZ O \ X <s ' ì

r$ 3 ` ¦ ' ¦ e [4]. " f Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l

\ ¦ s 6 x # t ½ ¨ × æ$ í p í $ í × æ$ í p _

½

¨\ ¦ 0 AK × æ$ í p t ¾ Ó$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ H 9 כ ¹ ¦

^

¦ Ã º e Ü ¼ 9 " é ¶ × æ$ í p z ´+ « >\ " f C â ì ø Í6 £ x Ü ¼ Ð Â Ò '

" é ¶ Ð × æ$ í p \ _ ô Ç ì ø Í6 £ x` ¦ ½ ¨ì r H X <\ ¸ s 6

x| ¨ c Ã º e ` ¦ כ s .

"

é

¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H ì ø Í × æ$ í p _ â Ä º Å Ò

Ð Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l ? /\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H % i Z Ô æ õ

(inverse beta decay, s IBD), ¯ν ^e + p → e ⁺ + n,\ ¦ s

6 x # ì ø Í × æ$ í p \ ¦ Ø ¦ H X < Å Ò Ð s 6 x ) a

. " é ¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H ì ø Í × æ$ í p \ ¦ Ø ¦ H

~

½ ÓZ O É r IBD \ _ K µ 1 ÏÒ q t ) a ª , e ⁺ Å Ò _ ü <

e ⁺ + e ⁻ → γ + γ õ ° ú É r © èY > ì ø Í6 £ x` ¦ : x K µ 1 ÏÒ q t÷ & H

¿

º > h_ γü < × æ$ í Ó o^ 9 Y Us ' _ Ã º è " é ¶ Ù þ s

¢ ¸ H × æ$ í \ ¦ í S \ ô Ç Ê ê F g \ ¦ ~ ½ ÓØ ¦ r ~ ´ Ã º e H

"

é

¶ Ù þ \ í S \ ÷ &# Q ∼ µs r ç ß s t è ß Ê ê ~ ½ ÓØ ¦ H F g

\

¦ Ø ¦ < ÊÜ ¼ Ð" f × æ$ í p ñ\ ¦ S X > ) a . s

ñ[ þ t É r ª - © èY > _ â Ä º, IBD ì ø Í6 £ x f Ê ê / B I

Ð µ 1 ÏÒ q t l M :ë H \ É r ñ (prompt signal)s ¦

×

æ$ í \ _ ô Ç ñ\ ¦ t ) a ñ (delayed signal)s

9 y y S 1 õ S 2 ô Ç . s ¿ º > h_ ñ Ä ºo × æ

Fig. 1. (Color online) The layout of the RENO experi- ment site at Yonggwang, Korea.

$ í

p \ ¦ Ø ¦ H X < 6 x ½ + É Ã º e H Ø ¦ l ñ[ þ t s

. " f s ¿ º ñ_ © @ /& h 0 Au Ð Â Ò' × æ$ í p _

{ 9 ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ s K ½ + É Ã º e H t ½ ¨½ + É 9 כ ¹ e Ü ¼ 9 s

~ ½ ÓZ O : r` ¦ z ´] j z ´+ « >\ & h 6 x ½ + É Ã º e H t ¶ ú ( R^ ¦ 9 כ ¹

e .

: r ½ ¨\ " f H & ³F % ò F g \ " f ' ÷ & ¦ e H Ó o^

9 Y Us Ø ¦ l \ ¦ s 6 x ô Ç RENO (Reactor experiment for neutrino oscillation) z ´+ « >\ " f 7 H _ º ú Ð r Ó ý t Y Us

`

¦ : x K × æ$ í p t ¾ Ó$ í _ 8 £ ¤& ñ 0 p x$ í ` ¦ S X ¦ s t

¾ Ó$ í _ ß ¼l ü < 8 £ ¤& ñ ° ú כ_ Ô ¦S X & ñ ¸ s _ ' a > \ ¦ ¶ ú (

R4 § Ü ¼ Ð" f × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 Aô Ç z ´+ « >& h ô

Ç> \ ¦ S X 9 ô Ç .

II. Ä ] Ø Â ] Ø

1. Ì ¦ R z ºÑ ÷ ß e È û s ÚM 8 ý M ] K ¡X ì Ä 9 0V

RENO z ´+ « >\ @ /ô Ç ? /6 x É r ª ô Ç Ã Ð ¦ë H ³ [5]` ¦ : x K

S X ½ + É Ã º e l M :ë H \ : r ½ ¨\ 6 x ) a RENO Ø ¦ l

[ þ t õ " é ¶ Ð[ þ t õ _ l < Æ < Æ& h C u ë ß [ O " î l Ð ô Ç

. RENO z ´+ « > É r 250 m_ ç ß Ü ¼ Ð { 9 § > = Ð C u ÷ &

#

Qe H 6 l _ " é ¶ Ð\ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H ì ø Í × æ$ í p _

5 Å q (flux) o\ ¦ y y H o Ø ¦ l (near detector)ü <

"

é

¶ o Ø ¦ l (far detector)\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ 9 s 5

Å

q o Ð Â Ò' × æ$ í p [ O e y , θ 13 \ ¦ & ñ x 9 8 £ ¤& ñ H

כ

` ¦ Å Ò ) a 3 l q& h Ü ¼ Ð H z ´+ « >s . H o ü < " é ¶ o Ø

¦ l x 9 " é ¶ Ð[ þ t ç ß _ l < Æ& h C u H Fig. 1 \ e

. ¿ º Ø ¦ l [ þ t É r " é ¶ Ð[ þ t` ¦ ô Ç f \ @ /K Ã º

(3)

f

Ü ¼ Ð y y ∼ 294 mü < ∼ 1, 383 m b # Q / B M \ 0 Au

¦ e .

: r ½ ¨\ " f H 6 l _ " é ¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H ì ø Í × æ

$ í

p \ ¦ ¸¿ º ¦ 9 % i Ü ¼ 9 y " é ¶ Ðü < o \ É r

´

òõ \ ¦ ¦ 9 % i Ü ¼ 9 × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í É r " é ¶ Ð[ þ t` ¦

ô Ç f \ @ /K Ã ºf ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /K ¦ 9ô Ç כ s .

2. ú n ÞV R ËQ U ] §V R Ë

Ó

o^ 9 Y Us Ø ¦ l \ " f × æ$ í p ñ H S 1 õ S 2 \ ¦ : x K % 3 l M :ë H \ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð s 6 x ½ + É Ã º e H & ñ Ð

H y ñ[ þ t _ µ 1 ÏÒ q t t & h s . " f s ñ[ þ t _ 0 Au ü

< × æ$ í p _ ' ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç 1 l x§ 4 < Æ& h s K \ ¦ : x K

× æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ s K K ô Ç . ì ø Í × æ$ í p

' ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç ª ~ ½ ÓØ ¦ y ì r í H 6 £ § õ ° ú s

· ú

94 R e [6].

dσ

d cos θ ' 1 + a(E ν )β cos θ e (1)

#

l \ " f β H ª _ 5 Å q ¸s 9 θ ^e H ì ø Í × æ$ í p ü

< ª _ e ± y s . ô Ç¼ # ì ø Í@ /g A (asymmetry) & ñ ¸

\

¦ ? / H a(E ν ) H y y Û ¼ 2 ; ì ø Í (spin flop)s { 9 # Q

t · ú § H ` Ø Ôp (Fermi) õ & ñ õ Û ¼ 2 ; ì ø Í s µ 1 ÏÒ q t H

¸á Ô-9 \ Q (Gamov-Teller) õ & ñ _ ¸½ + ËÜ ¼ Ð" f, Ù þ _

| 9

| ¾ Ó` ¦ M n s ½ + É M :, 1/M n ∼ 0 H \ " f A ü < ° ú s

³ ð & ³ ) a .

a ⁽⁰⁾ (E ν ) = f ² − g ²

f ² + 3g ² ' −0.102 (2) s

M : fü < g H y y 7 ' ü < » ¡ ¤ 7 ' (axial vector) ½ + Ë © Ã

º Ð" f 1õ 1.26` ¦ 6 xÙ þ ¡ . β ≈ 1{ 9 M :, s d ` ¦ s 6 x

# IBD\ ¦ : x K µ 1 ÏÒ q t÷ & H ª ü < ì ø Í × æ$ í p _

e ± y \ @ /K d (1) Ð ³ ð & ³÷ & H p ì r í ß ê ø Íé ß & h Ü ¼

Ð × æ (weighting) ) a cosθ e _ ¨ î ç H < cos θ e >\ ¦ ½ ¨

< cos θ _e >=

R 1

−1 cos θ e dσ d cos θ dcosθ R 1

−1 dσ d cos θ dcosθ

= 1

3 a ⁽⁰⁾ (E _ν ) = −0.034 (3) s

) a . s H IBD\ ¦ : x K µ 1 ÏÒ q t÷ & H ª H ì ø Í

×

æ$ í p _ ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /K ¨ î ç H& h Ü ¼ Ð Ê ê~ ½ ÓÜ ¼ Ð ~ ½ ÓØ ¦ ) a

H כ ` ¦ _ p l M :ë H \ × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /ô Ç é ß

"

f\ ¦ ] j/ B N > ) a .

ª _ ~ ½ ÓØ ¦ y θ e ü < ì ø Í × æ$ í p ' ~ ½ Ó ¾ Ó\

@

/ô Ç × æ$ í ~ ½ ÓØ ¦ y θ n s _ ' a > d ` ¦ · ú l 0 A # ¯ν e +

p → e ⁺ + n _ 4- 7 ' \ ¦ : x K z ´+ « >z ´> \ " f 6 £ § õ ° ú É r î

r1 l x < Æ& h ' a > d ` ¦ s 6 x .

s = (p ν + p p ) ² = M _p ² + 2M p E ν , (4) t = (p ν − p e ) ² = M _p ² + M _n ² − 2M p (E − ν − E e ), (5) u = (p ν − p n ) ² = M _p ² + m ² _e − 2M p E e . (6)

#

l \ " f t H î r1 l x | ¾ Ó s (momentum transfer), q ² s Ù ¼

Ð 6 £ § õ ° ú s è q Ã º e .

q ² = m ² _e − 2E ν E e (1 − β e cos θ e ) (7) d

(5)ü < d (7) Ð Â Ò' θ e \ @ /ô Ç < ÊÃ º Ð" f ª _ \ - t

, E ^e \ ¦ 6 £ § õ ° ú s ~ 1 > % 3 ` ¦ Ã º e .

E e = (E ν −∆)

1 − E ν

m n

(1 − β e cos θ e )

− ∆ ² − m ² _e 2M n

. (8) s

M : ∆ = M n − M _p s . ¢ ¸ô Ç × æ$ í _ î r1 l x \ -t E n É r E ν ' E e + E n + ∆ ' a > d ` ¦ s 6 x

E n = E ν (E ν − ∆)

M _n (1 − β e cos θ e ) + ∆ ² − m ² _e 2M _n (9) ü

< ° ú s ³ ð & ³ ) a H z ´` ¦ · ú Ã º e . ô Ç¼ # z ´+ « >> \

"

f ~p p = 0 s Ù ¼ Ð

~

p ν = ~ p e + ~ p n (10) _

' a > d ` ¦ : x K ª _ î r1 l x | ¾ Ó # 3 0 A 6 £ § õ ° ú

H z ´` ¦ s 6 x

|p e | ≤ p

(E ν − ∆) ² − m ² _e < E ν , (11)

×

æ$ í H ½ Ó © ì ø Í × æ$ í p ~ ½ Ó ¾ Ó (0 ≤ cos θ ⁿ ≤ 1) Ü ¼

Ð ~ ½ ÓØ ¦ ) a H z ´` ¦ · ú Ã º e . ¢ ¸ô Ç ª ü < × æ$ í

" f Ð Ã ºf Ü ¼ Ð ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H â Ä º, × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ y , θ ⁿ s þ

j@ / ÷ &l M :ë H \

cos(θ n ) max = p2E _n u∆ − (∆ ² − m ² _e ) E ν

(12) s

H z ´` ¦ · ú Ã º e .

s

! 3 \ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ × æ$ í " é ¶ Ù þ \ í S \ ÷ &l t

Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l ? /\ " f | 9 | ¾ ÓÃ º (atmoic num- ber) A " é ¶ Ù þ õ 5 Å q& h Ø æ[ t` ¦ : x K \ -t \ ¦ { 9

H õ & ñ (thermalized)\ " f í ß ê ø Íy θ\ @ /ô Ç 6 £ § õ ° ú É r

'

a > d ` ¦ ¦ 9 [3]

< cos θ >= 2

3A , (13)

"

é

¶ Ù þ õ _ 5 Å q& h Ø æ[ t` ¦ : x K × æ$ í _ þ j7 á x í S \ t

& h s IBD ì ø Í6 £ x t & h Ð Ê ê~ ½ Ó\ e ` ¦ Ã º e H z ´

`

¦ · ú Ã º e . " f Ó o^ 9 Y Us ' _ ½ ¨$ í " é ¶ è_

| 9

| ¾ Ós H â Ä º, × æ$ í _ þ j í ~ ½ ÓØ ¦ y s ´ ú §s P d < H| ¨ c Ã º e

H z ´` ¦ · ú Ã º e .

(4)

Fig. 2. Distribution of the distances between generated IBD position and neutron capture position in liquid scin- tillator detector (far).

3. ú n ÞV R Ë U ê s û s ÚP c l

ª _ ~ ½ ÓØ ¦ y ì r í d (1)` ¦ É r ¦ × æ$ í

_ y ì r í H d (10)õ ° ú s î r1 l x | ¾ Ó Ð > r Z O g Ë :\ _ K

ª _ ~ ½ ÓØ ¦ y õ î r1 l x | ¾ Ó\ _ K ] jô Ç` ¦ ~ Ã Î> ÷ & 9 × æ

$ í

p _ \ -t ß ¼t · ú § H â Ä º (E ν ≤ 10 MeV), 6

£

§ õ ° ú É r ì r í\ ¦ \ ¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

dσ d cos θ n

= a + b cos θ _n (14) s

M : l Ö ¦ l b ° ú כs 9 þ t Ã º2 ¤ × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í s Ì º§ Â

¦ s l ½ + É Ã º e . s \ ¦ ¶ ú ( R Ðl 0 AK 6 £ § õ

° ú

É r ì ø Í@ /g A$ í A\ ¦ & ñ _ .

A = N _F − N B

N F + N B

= 3

2 < cos θ n > (15)

#

l \ " f N ^F ü < N ^B H { 9 × æ$ í p ~ ½ Ó ¾ Ó\ @ /K y y

~ ½ Ó (forward)õ Ê ê~ ½ Ó (backward) Ð ~ ½ ÓØ ¦ ) a × æ$ í _ Ã º

\

¦ _ p 9 cos θ ⁿ É r d (14) Ð Â Ò' % 3 H ° ú כs . ô Ç¼ # IBD ì ø Í6 £ x` ¦ : x K ~ ½ ÓØ ¦ ) a ª _ ¨ î ç H s 1 l x o Ó o

^

9 Y Us Ø ¦ l ? /\ " f ∼ 0.05 cms ¦ × æ$ í _

¨ î

ç H s 1 l x o ∼ 10 cm H z ´` ¦ s 6 x ª

\

_ ô Ç S 1 _ 0 Au , ~r ^S

1

= (x S

₁

, y S

₁

, z S

₁

), IBD ì ø Í 6

£

x s { 9 # Qè ß t & h Ü ¼ Ð ¦ 9½ + É Ã º e l M :ë H \ " é ¶ Ð\

"

f Ø ¦ l Ð_ ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ x ¦ & ñ _ ½ + É M :, × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ y

θ ⁿ É r t ) a ñ_ 0 Au , ~r ^S

2

Ð Â Ò' 6 £ § _ ' a > d

`

¦ s 6 x # > í ß ½ + É Ã º e .

cos θ n = ∆x

p ∆x ² + ∆y ² + ∆z ² (16)

#

l \ " f ∆x = x S

₂

− x S

₁

s 9, ∆y x 9 ∆z\ @ /K " f ¸ 1

l x{ 9 ô Ç & ñ _ & h 6 x ÷ &% 3 .

Fig. 3. Distribution of the distances between generated IBD position and neutron capture position in liquid scin- tillator detector (near).

4. ì Å 5 Ó Þ õ m Í U ê s0 n É

RENO z ´+ « >¨ 8 â \ " f × æ$ í ~ ½ ÓØ ¦ y ` ¦ s 6 x # ì ø Í

× æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ S X l 0 A # 8 ú x 10 ⁵ _ IBD

\

¦ µ 1 ÏÒ q tr ( . s H RENO " é ¶ o Ø ¦ l \ ¦ l ï r Ü ¼ Ð Ù þ

¡` ¦ M :, 3¸ ç ß ~ Ã Î` ¦ Ã º e H X <s ' ª s 9, H o Ø

¦ l l ï r Ü ¼ Ð H 3 > h Z 41 l x î ß ~ Ã Î` ¦ Ã º e H X <s ' ª s

. Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x` ¦ or & 9 × æ$ í p _

t ¾ Ó$ í ` ¦ ¶ ú ( R Ðl 0 A # × æ$ í ü < " é ¶ Ù þ õ _ í ß ê

ø Í\ _ ô Ç \ -t < Hz ´ õ & ñ ë ß ` ¦ r Ó ý t Y Us % i Ü ¼ 9 IBD µ 1 ÏÒ q t t & h (S ₁ ) s × æ$ í í S \ t & h (S ₂ ) _ 0 Au

H F ½ ¨$ í t · ú § ¤ . ô Ç¼ # Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x \ _ ô

Ç ~ ½ ÓØ ¦ y ì r í_ o\ ¦ ¶ ú ( R Ðl 0 A # Ø ¦ l _ 0 A u

ì r K 0 p x õ ~r S

₁

x 9 ~r _S

₂

\ ¦ s 6 x # Gaussian ì r í Ð r

S ¹ õ S ² _ 0 Au \ ¦ µ 1 ÏÒ q tr ( Ü ¼ 9, s 0 Au \ ¦ s 6 x #

×

æ$ í ~ ½ ÓØ ¦ y θ n ` ¦ ½ ¨ % i .

Figure 2 õ Fig. 3\ y y " é ¶ o ü < H o \ " f_ × æ

$ í

s 1 l x o \ ¦ ? /% 3 . × æ$ í _ s 1 l x o H × æ

$ í

ü < " é ¶ Ù þ õ _ í ß ê ø Í\ _ ô Ç \ -t < Hz ´õ & ñ \ ß ¼

>

_ > r 9 + þ A& h Poissonì r í_ + þ Ad ` ¦ 2 [ ¦ e 6

£

§` ¦ · ú Ã º e Ü ¼ 9 @ /| Ä Ì ∼ 5 cm_ ¨ î ç H ° ú כ` ¦ t ¦ e 6

£

§` ¦ · ú Ã º e .

Figure 4 ü < Fig. 5\ Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x _ o\

É r cos θ n _ ì r í\ ¦ ? /% 3 . H o Ø ¦ l _ â Ä

H \ " é ¶ o _ â Ä º Ð < cos θ n > s { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ç

ß É r ° ú כ` ¦ t H כ ` ¦ · ú Ã º e Ü ¼ 9 d (14)_ ì r í\ ¦ ë

ß 7 á ¤ ô Ç H z ´` ¦ · ú Ã º e . s H × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ y ` ¦ :

x K { 9 ì ø Í × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ S X ½ + É Ã º e

H z ´` ¦ _ p ô Ç . ¢ ¸ô Ç Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x s 7 £ x

(5)

Fig. 4. (Color online) Distributions of the cos θ n , as obtained by simulation at various spatial resolutions (far).

Fig. 5. (Color online) Distributions of the cos θ n , as obtained by simulation at various spatial resolutions (near).

< Ê\ cos θ n ì r í_ l Ö ¦ l y èô Ç H z ´` ¦ S X

½ + É Ã º e . Ö ¦ Q d (14)ü < ° ú É r ì r í\ ¦ ¦ 9½ + É M :,

< cos θ n > õ ì ø Í@ /g A$ í A H > Ã º a, bü < 6 £ § _ ' a > \ ¦ ë

ß 7 á ¤ Ù ¼ Ð

A = 3

2 < cos θ _n >= b

2a , (17)

Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x s 7 £ x < Ê\ × æ$ í p _ t ¾ Ó

$ í

` ¦ ? / H t ³ ð ¸ Ö ¦ Q H כ ` ¦ _ p

H כ s . Fig. 6ü < Fig. 7\ 0 Au ì r K 0 p x _ 7 £ x \

< cos θ _n > _ o\ ¦ y Ø ¦ l \ @ /K ? /% 3 . Ø ¦ l

_ 0 Au ì r K 0 p x \ @ /K < cos θ ⁿ > @ /| Ä Ì t Ã º < ÊÃ º& h

ì r í\ ¦ ? / ¦ e Ü ¼ 9, 0 Au ì r K 0 p x s ∼ 100 mm Ð

(6)

Fig. 6. < cos θ n > distribution, as obtained by simula- tion at various spatial resolutions (far).

Fig. 7. < cos θ n > distribution, as obtained by simula- tion at various spatial resolutions (near).

É r â Ä º, Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x \ < cos θ n > ß ¼

>

% ò ¾ Ó` ¦ ~ Ã Î ¦ e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e .

t

¾ Ó$ í ¢ ¸ H ì ø Í@ /g A$ í _ : x > & h ø @ ¸\ ¦ Ä »t ½ + É Ã º e

H X <s ' _ ª ` ¦ ¶ ú ( R Ðl 0 A # ì ø Í@ /g A$ í _ & ñ _

Ð Â Ò' ì ø Í@ /g A$ í _ ¸ \ ¦ ½ ¨ σ _A ² = 1 + A ²

N (18)

Ð Å Ò# Qt l M :ë H \ 3σ Ã ºï r \ " f × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ S X

l 0 AK " f H ì ø Í@ /g A$ í A Å Ò# Q& ` ¦ M :, IBD X <

s

' _ ª s 6 £ § _ ' a > d ` ¦ ë ß 7 á ¤ K ô Ç H z ´` ¦

· ú

Ã º e Ü ¼ 9 s õ \ ¦ Fig. 8 \ ? /% 3 .

N IBD ≥ 3(1 + A ² )

A ² (19)

Figure 8 Ð Â Ò' ì ø Í@ /g A$ í A y è½ + ÉÃ º2 ¤ × æ$ í p _ t

¾ Ó$ í ` ¦ Z } É r Ã ºï r _ ø @ ¸\ " f S X l 0 Aô Ç N _IBD

/ å L y 7 £ x ô Ç H z ´` ¦ S X ½ + É Ã º e .

Fig. 8. (Color online) Minimum N _IBD for assuring neu- trino directionality at 99.7% confidence level.

III. + s Ç Â ] Ø

"

é

¶ Ð\ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H ì ø Í × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ ¶ ú (

R Ðl 0 A # IBD Ð Â Ò' ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ y ì r

íü < ì ø Í@ /g A$ í A Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0

p

x _ o\ # Qb G> o H t · ú Ð ¤ . Ó o^

9 Y Us Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x s 7 £ x < Ê\ × æ

$ í

p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ ? / H < cos θ n > y è H â

¾ Ó` ¦ Ð# Å Ò% 3 Ü ¼ 9 0 Au ì r K 0 p x \ @ /K ß ¼> _ > r H

â

¾ Ó` ¦ Ð# Å Ò% 3 . Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x s 100 mm Ð

. s ª É r RENO z ´+ « >_ " é ¶ o Ø ¦ l \ " f 10{ 9

&

\

% 3 ` ¦ Ã º e H X <s ' ª s . " f RENO z ´+ « >_

â

Ä º, Z } É r ø @ ¸\ " f × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ S X ½ + É Ã º e

` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ /ô Ç .

P

c p 8 ý ò k >

s

7 Hë H É r 2009¸ ¸ & ñ Â Ò (p A ½ Ó ¸õ < ÆÂ Ò)_ F " é ¶ Ü ¼

Ð ô Ç² D G ½ ¨F é ß _ t " é ¶ (2009-0083526) Ü ¼ Ð [ O w n ) a ô Ç

² D

G × æ$ í p ½ ¨G ' p' _ t " é ¶` ¦ ~ Ã Î Ã º' ) a ½ ¨e .

REFERENCES

[1] J. K. Ahn, S. Chebotaryov, J. H. Choi, S. Choi and W. Choi et al. (RENO Collaboration), Phys. Rev.

Lett. 108, 191802 (2012).

(7)

[2] F. P. An, J. Z. Bai, A. B. Balantekin, H. R. Band and D. Beavis et al. (Daya Bay Collaboration), Phys.

Rev. Lett. 108, 171803 (2012).

[3] M. Apollonio, A. Baldini, C. Bemporad, E. Caffau and F. Cei et al., Phys. Rev. D 61, 012001 (2000).

[4] E. Carden, arXiv:1208.3628[physics.ins-det] (2012).

[5] J. K. Ahn, S. R. Baek, S. Choi, Y. Choi and I. S.

Chung et al., arXiv:1003.1391[hep-ex] (2010).

[6] P. Vogel and J. F. Beacom, Phys. Rev. D 60, 053003

(1999).

Study on the Directionality of Reactor Neutrinos

Study on the Directionality of Reactor Neutrinos

Myoung Youl Pac ∗

Department of Radiology, Dongshin University, Naju 520-714, Korea and Basic Science Research Institute, Dongshin University, Naju 520-714, Korea

June Ho Choi

Basic Science Research Institute, Dongshin University, Naju 520-714, Korea (Received 9 July 2013 : revised 24 July 2013 : accepted 11 September 2013)

We have studied the possibility of the directionality of reactor-induced anti-electron neutrinos by using neutron emission angle emitted from inverse beta decay in the liquid scintillation detector.

events.

PACS numbers: 14.60.Pq, 29.40.Mc, 29.50.+c

Keywords: Directionality of neutrinos, Reactor experiment for neutrino oscillation

Ì

¦

R z º ú n ÞV R ËQ   U ]  §V R Ë; c å ¾ Ë X ¢  ì Å 



 ' å  ~ x ∗

1

l x  @ / < Æ § ~ ½ Ó    < Æõ , Å Ò 520-714 1

l x  @ / < Æ § l  íõ  < Æ  ½ ¨ è, Å Ò 520-714

L

|+ Ö < Ú

1

l x  @ / < Æ § l  íõ  < Æ  ½ ¨ è, Å Ò 520-714

(2013¸  7 Z 4 9{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2013¸  7 Z 4 24{ 9  Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸  9 Z 4 11{ 9  > F  S X & ñ )

Ó 

o^     9 Y Us     Ø  ¦ l ? /\ " f % i Z Ô  æ õ (IBD, inverse beta decays)\  ¦ :  x K  µ 1 ÏÒ q t ) a ×  æ$ í  _  ~ ½ Ó Ø

 ¦ y  `  ¦ s 6 x #  ì ø Í     ×  æ$ í p   { 9   ~ ½ Ó ¾ Ó (t  ¾ Ó$ í ) 8 £ ¤& ñ 0 p x$ í `  ¦  7 H _ º ú  Ð  ¸_ r Ð 3 x`  ¦ :  x K  ¶ ú  (

R Ð  ¤ .  & ³F  % ò F g \ " f   '  ÷ & ¦ e    H RENO (reactor experiment for neutrino oscillation) z ´+ « >_ 

¨ 8

 â `  ¦ s 6 x #  ×  æ$ í  _  ~ ½ ÓØ  ¦ y  s  q 1 p x ~ ½ Ó& h s    H  z ´`  ¦ S X    % i Ü ¼ 9   Ø  ¦ l _  0 Au ì  r K 0 p x s 

&

f  \     q 1 p x ~ ½ Ó$ í _  & ñ  ¸ y   èô  Ç   H  z ´`  ¦ · ú  Ã º e  % 3  . RENO z ´+ « >_   â Ä º,   Ø  ¦ l _  0 A u

ì  r K 0 p x s  100 mm  Ð    `  ¦ M : 99.7%_    ø @ ¸ Ã ºï  r \ " f ×  æ$ í p  _  t  ¾ Ó$ í `  ¦ S X    l  0 AK   9  כ

¹ô  Ç IBD ì ø Í6 £ x _  Ã º  H þ j è ∼ 10

e  `  ¦ · ú  Ã º e  % 3  .

PACS numbers: 14.60.Pq, 29.40.Mc, 29.50.+c Keywords: ×  æ$ í p   t  ¾ Ó$ í , " é ¶  ×  æ$ í p     1 l xz ´+ « >

E-mail: [email protected] 1004

I. " e Â ] Ø

"

é

¶   Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t ) a ì ø Í     ×  æ$ í p  \  ¦ s 6 x ô  Ç ×  æ$ í p

    1 l x z ´+ « > É r þ j   H \  [ O e  y   (mixing angle), θ 13 \  ¦ 8

£ ¤& ñ   H $ í õ \  ¦  ¿ º% 3   [1,2].  è0 A " é ¶  ×  æ$ í p     1

l x z ´+ « >s   ¦ Ô  ¦ o Ä º  H { 9 º  _  z ´+ « >[ þ t É r θ 13 8 £ ¤& ñ ÷  r ë

ß   m   " é ¶   Ð : £ ¤ s   & ³ ©  (reactor anomaly)`  ¦  í < Ê ô

 Ç  ª ô  Ç ì  r   Ð Õ ª Å Ò] j\  ¦ V , y  ¦ e  Ü ¼ 9 Õ ªü <  8Ô  ¦ # Q

 ª ô  Ç ì  r$ 3 ~ ½ ÓZ O `  ¦ כ ¹½ ¨  ¦ e   . \ V\  ¦ [ þ t  t ½ ¨_  Ù þ 

\

" f µ 1 ÏÒ q t÷ &  H t ½ ¨ ×  æ$ í p   (geo-neutrino)  < Ê É r  í



 $ í (supernova)\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ &  H  í  $ í ×  æ$ í p  _  8 £ ¤& ñ



t  Õ ª   ½ ¨ # 3 0 A\  ¦ V , y  ¦ e  Ü ¼ 9 D h\  v >  >  S \  ÷ & ¦ e  



 H z ´+ « >\ " f & h F G& h Ü ¼ Ð    Ð÷ & ¦ e   . s [ þ t z ´+ « >[ þ t É r

×

 æ$ í p  \  ¦   Ø  ¦   H X < e  # Q  ª ô  Ç C  â ì ø Í6 £ x`  ¦ s K  



¦ Õ ª & ñ  ¸\  ¦ > í ß    H X < ´ ú § É r  ¸§ 4 `  ¦ l Ö  ¦ s >   ) a .

×

 æ$ í p   t  ¾ Ó$ í (directionality) É r   Ø  ¦ l    ñ[ þ t`  ¦ s

6 x #  ×  æ$ í p  _  { 9  ~ ½ Ó ¾ Ó`  ¦ 8 £ ¤& ñ   H  כ `  ¦ _ p  ô

 Ç .  © @ /& h Ü ¼ Ð @ /+ þ A_  Ó ü t- ^ E $  ïá Ô   Ø  ¦ l  (water- Cerenkov detector)\  ¦ s 6 x   H  â Ä º, ×  æ$ í p   { 9   ~ ½ Ó



¾ Ó`  ¦ 8 £ ¤& ñ   H ~ ½ ÓZ O  : r s  S X  w n ÷ &# Q e  Ü ¼  q  §& h  è+ þ A _

 Ó  o^     9 Y Us     Ø  ¦ l \  ¦ s 6 x   H " é ¶  ×  æ$ í p   z

´+ « >_   â Ä º Chooz z ´+ « >\ " f r  ¸  ) a  כ ü @\   f  S X  w n 

 )

a ~ ½ ÓZ O  : r s  \ O Ü ¼ 9 [3],  & ³F  Double Chooz Õ ªÒ  ¨ \ " f l 



> r _  Chooz Õ ªÒ  ¨ \ " f  6 x ÷ &% 3 ~  ~ ½ ÓZ O \     X <s '  ì

 r$ 3 `  ¦   '    ¦ e    [4].   " f Ó  o^     9 Y Us     Ø  ¦ l

\  ¦ s 6 x #  t ½ ¨ ×  æ$ í p     í  $ í ×  æ$ í p  _   

½

¨\  ¦ 0 AK  ×  æ$ í p   t  ¾ Ó$ í \  @ /ô  Ç   ½ ¨  H  9 כ ¹   ¦

^

 ¦ Ã º e  Ü ¼ 9 " é ¶  ×  æ$ í p   z ´+ « >\ " f C  â ì ø Í6 £ x Ü ¼ Ð Â Ò '

 " é ¶   Ð ×  æ$ í p  \  _ ô  Ç ì ø Í6 £ x`  ¦ ½ ¨ì  r   H X <\  ¸ s  6

x| ¨ c Ã º e  `  ¦  כ s  .

"

é

Myoung Youl Pac ^∗

R z º ú n ÞV R ËQ U ] §V R Ë; c å ¾ Ë X ¢ ì Å

' å ~ x ^∗

l x @ / < Æ § ~ ½ Ó < Æõ , Å Ò 520-714 1

l x @ / < Æ § l íõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 520-714

|+ Ö < Ú

l x @ / < Æ § l íõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 520-714

(2013¸ 7 Z 4 9{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 7 Z 4 24{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2013¸ 9 Z 4 11{ 9 > F S X & ñ )

Ó

o^ 9 Y Us Ø ¦ l ? /\ " f % i Z Ô æ õ (IBD, inverse beta decays)\ ¦ : x K µ 1 ÏÒ q t ) a × æ$ í _ ~ ½ Ó Ø

¦ y ` ¦ s 6 x # ì ø Í × æ$ í p { 9 ~ ½ Ó ¾ Ó (t ¾ Ó$ í ) 8 £ ¤& ñ 0 p x$ í ` ¦ 7 H _ º ú Ð ¸_ r Ð 3 x` ¦ : x K ¶ ú (

R Ð ¤ . & ³F % ò F g \ " f ' ÷ & ¦ e H RENO (reactor experiment for neutrino oscillation) z ´+ « >_

â ` ¦ s 6 x # × æ$ í _ ~ ½ ÓØ ¦ y s q 1 p x ~ ½ Ó& h s H z ´` ¦ S X % i Ü ¼ 9 Ø ¦ l _ 0 Au ì r K 0 p x s

f \ q 1 p x ~ ½ Ó$ í _ & ñ ¸ y èô Ç H z ´` ¦ · ú Ã º e % 3 . RENO z ´+ « >_ â Ä º, Ø ¦ l _ 0 A u

ì r K 0 p x s 100 mm Ð ` ¦ M : 99.7%_ ø @ ¸ Ã ºï r \ " f × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ S X l 0 AK 9 כ

¹ô Ç IBD ì ø Í6 £ x _ Ã º H þ j è ∼ 10

e ` ¦ · ú Ã º e % 3 .

PACS numbers: 14.60.Pq, 29.40.Mc, 29.50.+c Keywords: × æ$ í p t ¾ Ó$ í , " é ¶ × æ$ í p 1 l xz ´+ « >

¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t ) a ì ø Í × æ$ í p \ ¦ s 6 x ô Ç × æ$ í p

1 l x z ´+ « > É r þ j H \ [ O e y (mixing angle), θ 13 \ ¦ 8

£ ¤& ñ H $ í õ \ ¦ ¿ º% 3 [1,2]. è0 A " é ¶ × æ$ í p 1

l x z ´+ « >s ¦ Ô ¦ o Ä º H { 9 º _ z ´+ « >[ þ t É r θ 13 8 £ ¤& ñ ÷ r ë

ß m " é ¶ Ð : £ ¤ s & ³ © (reactor anomaly)` ¦ í < Ê ô

Ç ª ô Ç ì r Ð Õ ª Å Ò] j\ ¦ V , y ¦ e Ü ¼ 9 Õ ªü < 8Ô ¦ # Q

ª ô Ç ì r$ 3 ~ ½ ÓZ O ` ¦ כ ¹½ ¨ ¦ e . \ V\ ¦ [ þ t t ½ ¨_ Ù þ

" f µ 1 ÏÒ q t÷ & H t ½ ¨ × æ$ í p (geo-neutrino) < Ê É r í

$ í (supernova)\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H í $ í × æ$ í p _ 8 £ ¤& ñ

t Õ ª ½ ¨ # 3 0 A\ ¦ V , y ¦ e Ü ¼ 9 D h\ v > > S \ ÷ & ¦ e

H z ´+ « >\ " f & h F G& h Ü ¼ Ð Ð÷ & ¦ e . s [ þ t z ´+ « >[ þ t É r

æ$ í p \ ¦ Ø ¦ H X < e # Q ª ô Ç C â ì ø Í6 £ x` ¦ s K

¦ Õ ª & ñ ¸\ ¦ > í ß H X < ´ ú § É r ¸§ 4 ` ¦ l Ö ¦ s > ) a .

æ$ í p t ¾ Ó$ í (directionality) É r Ø ¦ l ñ[ þ t` ¦ s

6 x # × æ$ í p _ { 9 ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ H כ ` ¦ _ p ô

Ç . © @ /& h Ü ¼ Ð @ /+ þ A_ Ó ü t- ^ E $ ïá Ô Ø ¦ l (water- Cerenkov detector)\ ¦ s 6 x H â Ä º, × æ$ í p { 9 ~ ½ Ó

¾ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ H ~ ½ ÓZ O : r s S X w n ÷ &# Q e Ü ¼ q §& h è+ þ A _

Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l \ ¦ s 6 x H " é ¶ × æ$ í p z

´+ « >_ â Ä º Chooz z ´+ « >\ " f r ¸ ) a כ ü @\ f S X w n

)

a ~ ½ ÓZ O : r s \ O Ü ¼ 9 [3], & ³F Double Chooz Õ ªÒ ¨ \ " f l

> r _ Chooz Õ ªÒ ¨ \ " f 6 x ÷ &% 3 ~ ~ ½ ÓZ O \ X <s ' ì

r$ 3 ` ¦ ' ¦ e [4]. " f Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l

\ ¦ s 6 x # t ½ ¨ × æ$ í p í $ í × æ$ í p _

¨\ ¦ 0 AK × æ$ í p t ¾ Ó$ í \ @ /ô Ç ½ ¨ H 9 כ ¹ ¦

¦ Ã º e Ü ¼ 9 " é ¶ × æ$ í p z ´+ « >\ " f C â ì ø Í6 £ x Ü ¼ Ð Â Ò '

" é ¶ Ð × æ$ í p \ _ ô Ç ì ø Í6 £ x` ¦ ½ ¨ì r H X <\ ¸ s 6

x| ¨ c Ã º e ` ¦ כ s .

¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H ì ø Í × æ$ í p _ â Ä º Å Ò

Ð Ó o^ 9 Y Us Ø ¦ l ? /\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H % i Z Ô æ õ

(inverse beta decay, s IBD), ¯ν ^e + p → e ⁺ + n,\ ¦ s

6 x # ì ø Í × æ$ í p \ ¦ Ø ¦ H X < Å Ò Ð s 6 x ) a

. " é ¶ Ð\ " f µ 1 ÏÒ q t÷ & H ì ø Í × æ$ í p \ ¦ Ø ¦ H

½ ÓZ O É r IBD \ _ K µ 1 ÏÒ q t ) a ª , e ⁺ Å Ò _ ü <

e ⁺ + e ⁻ → γ + γ õ ° ú É r © èY > ì ø Í6 £ x` ¦ : x K µ 1 ÏÒ q t÷ & H

º > h_ γü < × æ$ í Ó o^ 9 Y Us ' _ Ã º è " é ¶ Ù þ s

¢ ¸ H × æ$ í \ ¦ í S \ ô Ç Ê ê F g \ ¦ ~ ½ ÓØ ¦ r ~ ´ Ã º e H

¶ Ù þ \ í S \ ÷ &# Q ∼ µs r ç ß s t è ß Ê ê ~ ½ ÓØ ¦ H F g

¦ Ø ¦ < ÊÜ ¼ Ð" f × æ$ í p ñ\ ¦ S X > ) a . s

ñ[ þ t É r ª - © èY > _ â Ä º, IBD ì ø Í6 £ x f Ê ê / B I

Ð µ 1 ÏÒ q t l M :ë H \ É r ñ (prompt signal)s ¦

æ$ í \ _ ô Ç ñ\ ¦ t ) a ñ (delayed signal)s

9 y y S 1 õ S 2 ô Ç . s ¿ º > h_ ñ Ä ºo × æ

p \ ¦ Ø ¦ H X < 6 x ½ + É Ã º e H Ø ¦ l ñ[ þ t s

. " f s ¿ º ñ_ © @ /& h 0 Au Ð Â Ò' × æ$ í p _

{ 9 ~ ½ Ó ¾ Ó` ¦ s K ½ + É Ã º e H t ½ ¨½ + É 9 כ ¹ e Ü ¼ 9 s

~ ½ ÓZ O : r` ¦ z ´] j z ´+ « >\ & h 6 x ½ + É Ã º e H t ¶ ú ( R^ ¦ 9 כ ¹

e .

: r ½ ¨\ " f H & ³F % ò F g \ " f ' ÷ & ¦ e H Ó o^

9

Y Us Ø ¦ l \ ¦ s 6 x ô Ç RENO (Reactor experiment for neutrino oscillation) z ´+ « >\ " f 7 H _ º ú Ð r Ó ý t Y Us

¦ : x K × æ$ í p t ¾ Ó$ í _ 8 £ ¤& ñ 0 p x$ í ` ¦ S X ¦ s t

¾ Ó$ í _ ß ¼l ü < 8 £ ¤& ñ ° ú כ_ Ô ¦S X & ñ ¸ s _ ' a > \ ¦ ¶ ú (

R4 § Ü ¼ Ð" f × æ$ í p _ t ¾ Ó$ í ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 Aô Ç z ´+ « >& h ô

Ç> \ ¦ S X 9 ô Ç .

1. Ì ¦ R z ºÑ ÷ ß e È û s ÚM 8 ý M ] K ¡X ì Ä 9 0V

RENO z ´+ « >\ @ /ô Ç ? /6 x É r ª ô Ç Ã Ð ¦ë H ³ [5]` ¦ : x K

S X ½ + É Ã º e l M :ë H \ : r ½ ¨\ 6 x ) a RENO Ø ¦ l

[ þ t õ " é ¶ Ð[ þ t õ _ l < Æ < Æ& h C u ë ß [ O " î l Ð ô Ç

. RENO z ´+ « > É r 250 m_ ç ß Ü ¼ Ð { 9 § > = Ð C u ÷ &

Qe H 6 l _ " é ¶ Ð\ " f ~ ½ ÓØ ¦ ÷ & H ì ø Í × æ$ í p _

5 Å q (flux) o\ ¦ y y H o Ø ¦ l (near detector)ü <