Neutrino-proton interactions at Fermilab energies: Experimental arrangement, analysis procedures, and qualitative features of the data

Interactions neutrino-proton aux énergies du Fermilab : dispositif expérimental, procédures d'analyse et caractéristiques qualitatives des données

Нейтрино-протонные взаимодействия при энергиях Фермилаба: экспериментальная установка, методика анализа и качественные особенности данных

Clicks: 285
ID: 267667
1976
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Star

Ranked #46 of 151 articles by views in physical review d

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 151 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The Fermilab 15-ft bubble chamber filled with hydrogen was exposed to a broad-momentum-band horn-focused neutrino beam produced by 300-GeV interacting protons. The selection procedure to choose a charged-current neutrino event sample is discussed. Less than three percent of the events are due to neutral hadron interactions. We present and experimentally test a method that can be used to identify the muon, estimate the incident neutrino energy, and eliminate most neutral-current interactions from the charged-current sample. Above 10 GeV the method produces an approximately 86% pure sample of charged-current events with an error in energy estimation of the order of 8% over a broad region of the data. In addition we establish experimentally several important properties of high-energy charged-current neutrino interactions. The hadrons are produced in a jet, the individual particles having sharply limited momenta perpendicular to the hadronic axis. The jet structure is maintained with constant properties to very high values of ${Q}^{2}$ and hadronic mass. The fraction of energy going into invisible particles is moderate, consistent with that expected. The average number of neutral pions rises linearly with the average number of charged particles.
La chambre à bulles de 15 pieds du Fermilab remplie d'hydrogène a été exposée à un faisceau de neutrinos focalisé par cornes à large bande d'impulsion, produit par des interactions de protons de 300 GeV. La procédure de sélection visant à définir un échantillon d'événements de neutrinos par courant chargé est discutée. Moins de trois pour cent des événements sont dus à des interactions de hadrons neutres. Nous présentons et testons expérimentalement une méthode permettant d'identifier le muon, d'estimer l'énergie du neutrino incident et d'éliminer la plupart des interactions par courant neutre de l'échantillon par courant chargé. Au-dessus de 10 GeV, cette méthode produit un échantillon d'événements par courant chargé pur à environ 86 %, avec une erreur sur l'estimation de l'énergie de l'ordre de 8 % sur une large plage de données. De plus, nous établissons expérimentalement plusieurs propriétés importantes des interactions de neutrinos par courant chargé à haute énergie. Les hadrons sont produits sous la forme d'un jet, les particules individuelles possédant des impulsions perpendiculaires à l'axe hadronique fortement limitées. La structure de jet se maintient avec des propriétés constantes jusqu'à de très grandes valeurs de ${Q}^{2}$ et de masse hadronique. La fraction d'énergie emportée par les particules invisibles est modérée, en accord avec les prédictions. Le nombre moyen de pions neutres croît de manière linéaire avec le nombre moyen de particules chargées.
15-футовая водородная пузырьковая камера Фермилаба экспонировалась в сфокусированном рупором нейтринном пучке с широким импульсным спектром, полученном при взаимодействии протонов с энергией 300 ГэВ. Обсуждается процедура отбора выборки нейтринных событий с заряженными токами. Менее трех процентов событий обусловлено взаимодействиями нейтральных адронов. Представлен и экспериментально проверен метод, позволяющий идентифицировать мюон, оценить энергию налетающего нейтрино и исключить большую часть взаимодействий с нейтральными токами из выборки событий с заряженными токами. При энергии выше 10 ГэВ данный метод обеспечивает получение выборки событий с заряженными токами с чистотой около 86% и погрешностью оценки энергии порядка 8% в широком диапазоне данных. Кроме того, экспериментально установлен ряд важных свойств высокоэнергетических нейтринных взаимодействий с заряженными токами. Адроны рождаются в виде струи, причем отдельные частицы имеют строго ограниченные импульсы, перпендикулярные адронной оси. Струйная структура сохраняется с постоянными характеристиками вплоть до очень высоких значений ${Q}^{2}$ и адронной массы. Доля энергии, уносимая невидимыми частицами, умеренна и согласуется с ожидаемой. Среднее число нейтральных пионов линейно возрастает со средним числом заряженных частиц.
Reference Key
chapman1976physicalneutrino-proton Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors J. W. Chapman;C. T. Coffin;R. N. Diamond;H. French;W. Louis;B. P. Roe;A. A. Seidl;J. C. Vander Velde;J. P. Berge;D. Bogert;F. A. DiBianca;A. Dunaitsev;V. Efremenko;P. Ermolov;W. Fowler;R. Hanft;G. Harigel;F. R. Huson;V. Kolganov;A. Mukhin;F. A. Nezrick;Y. Rjabov;W. G. Scott;W. Smart;R. Truxton;
Journal physical review d
Year 1976
DOI
doi:10.1103/PhysRevD.14.5
URL
https://doi.org/10.1103/physrevd.14.5
Keywords
structure neutral procedures neutrino charged protons fermilab hadronic jet experimentally

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.