Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею
Understanding the pion generation and the consequences of final-state interactions (FSI) are critical for the data processing in all neutrino experiments. The energy utilized in modern neutrino researches of the resonance (RES) generation processes contributes significantly to the pion production. I...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022441 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022441 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
взаємодiя у кiнцевому станi поперечний перерiз нейтрино-ядерне розсiювання первинна адронна система final-state interactions cross-section neutrino-nucleon scattering primary hadronic system |
| spellingShingle |
взаємодiя у кiнцевому станi поперечний перерiз нейтрино-ядерне розсiювання первинна адронна система final-state interactions cross-section neutrino-nucleon scattering primary hadronic system Devi, R. Potukuchi, B. Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| topic_facet |
взаємодiя у кiнцевому станi поперечний перерiз нейтрино-ядерне розсiювання первинна адронна система final-state interactions cross-section neutrino-nucleon scattering primary hadronic system |
| format |
Article |
| author |
Devi, R. Potukuchi, B. |
| author_facet |
Devi, R. Potukuchi, B. |
| author_sort |
Devi, R. |
| title |
Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| title_short |
Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| title_full |
Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| title_fullStr |
Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| title_full_unstemmed |
Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| title_sort |
генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею |
| title_alt |
Pion Production in νμ Charged Current Interactions on 40Ar in Deep Underground Neutrino Experiment |
| description |
Understanding the pion generation and the consequences of final-state interactions (FSI) are critical for the data processing in all neutrino experiments. The energy utilized in modern neutrino researches of the resonance (RES) generation processes contributes significantly to the pion production. If a pion is absorbed in the nuclear matter after its production, the event may become unrecognizable from a quasielastic (QE) scattering process and act as a background. For oscillation experiments, estimating this background is critical, and it necessitates solid theoretical models for both pion generation at the primary vertex and after FSI. The number of pions created after FSI differs greatly from the number produced at the primary vertex due to FSI. Because neutrino detectors can only detect final-state particles, FSI obscures the proper information about particles created at the primary vertex. A detailed study of FSI is required to overcome this problem, which theoretical models incorporated in Monte Carlo (MC) neutrino event generators can provide. They should give theoretical results concerning the neutrino interactions for various researches, acting as a connection among both theoretical models and experimental data. In this paper, we provide simulated events for the pion creation in νμ charge current (CC) interactions on a 40Ar target in the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) setup for two distinct MC generators: GENIE and NuWro. In comparison to GENIE (v-3.00.06), NuWro (v-19.02.2) is more opaque (less responsive) to the charge exchange and absorption processes; pions are more likely to be absorbed than produced during the intranuclear transport. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022441 |
| work_keys_str_mv |
AT devir pionproductioninnmchargedcurrentinteractionson40arindeepundergroundneutrinoexperiment AT potukuchib pionproductioninnmchargedcurrentinteractionson40arindeepundergroundneutrinoexperiment AT devir generacíâpíonívuvzaêmodíínmízzarâdženimstrumomna40arveksperimentahíznejtrinoglibokopídzemnoûpoverhneû AT potukuchib generacíâpíonívuvzaêmodíínmízzarâdženimstrumomna40arveksperimentahíznejtrinoglibokopídzemnoûpoverhneû |
| first_indexed |
2023-03-24T09:00:50Z |
| last_indexed |
2023-03-24T09:00:50Z |
| _version_ |
1795757763336339456 |
| spelling |
ujp2-article-20224412022-08-29T14:00:14Z Pion Production in νμ Charged Current Interactions on 40Ar in Deep Underground Neutrino Experiment Генерація піонів у взаємодії νμ із зарядженим струмом на 40Ar в експериментах із нейтрино глибоко під земною поверхнею Devi, R. Potukuchi, B. взаємодiя у кiнцевому станi поперечний перерiз нейтрино-ядерне розсiювання первинна адронна система final-state interactions cross-section neutrino-nucleon scattering primary hadronic system Understanding the pion generation and the consequences of final-state interactions (FSI) are critical for the data processing in all neutrino experiments. The energy utilized in modern neutrino researches of the resonance (RES) generation processes contributes significantly to the pion production. If a pion is absorbed in the nuclear matter after its production, the event may become unrecognizable from a quasielastic (QE) scattering process and act as a background. For oscillation experiments, estimating this background is critical, and it necessitates solid theoretical models for both pion generation at the primary vertex and after FSI. The number of pions created after FSI differs greatly from the number produced at the primary vertex due to FSI. Because neutrino detectors can only detect final-state particles, FSI obscures the proper information about particles created at the primary vertex. A detailed study of FSI is required to overcome this problem, which theoretical models incorporated in Monte Carlo (MC) neutrino event generators can provide. They should give theoretical results concerning the neutrino interactions for various researches, acting as a connection among both theoretical models and experimental data. In this paper, we provide simulated events for the pion creation in νμ charge current (CC) interactions on a 40Ar target in the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) setup for two distinct MC generators: GENIE and NuWro. In comparison to GENIE (v-3.00.06), NuWro (v-19.02.2) is more opaque (less responsive) to the charge exchange and absorption processes; pions are more likely to be absorbed than produced during the intranuclear transport. Аналiз процесу генерацiї пiонiв i наслiдкiв взаємодiї в кiнцевому станi (ВКС) є критично важливим для обробки даних у всiх нейтринних експериментах. Енергiя, яка використовується у сучасних дослiдженнях процесiв резонансної генерацiї нейтрино, дає значний внесок у народження пiонiв. Якщо пiон пiсля його народження поглинається ядерною речовиною, цю подiю можна не вiдрiзнити вiд квазiпружного розсiяння i вiднести до фону. Для експериментiв з осциляцiями нейтрино оцiнка цього фону є критично важливою, що вимагає надiйних теоретичних моделей як для генерацiї пiонiв у первиннiй вершинi, так i пiсля ВКС. Кiлькiсть пiонiв, утворених пiсля ВКС, значно вiдрiзняється вiд тiєї кiлькостi, яка народжується у первиннiй вершинi. Оскiльки детектори нейтрино можуть виявляти лише частинки в кiнцевому станi, то ефекти ВКС приховують правильну iнформацiю про частинки, утворенi в первиннiй вершинi. Для розв’язання цiєї проблеми потрiбно детальне дослiдження ВКС, яке можна реалiзувати в рамках теоретичних моделей, включених в генератори нейтринних подiй в рамках методу Монте-Карло. В данiй роботi виконано моделювання подiй з генерацiєю пiона завдяки взаємодiї νμ iз зарядженим струмом на мiшенi 40Ar в установцi DUNE в експериментах з нейтрино глибоко пiд земною поверхнею з використанням двох програм: GENIE та NuWro. У порiвняннi з GENIE (v-3.00.06), програма NuWro (v-19.02.2) є менш придатною для опису процесiв обмiну зарядом i поглинання. Пiони скорiше поглинаються, нiж утворюються пiд час руху всерединi ядра. Publishing house "Academperiodika" 2022-08-29 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022441 10.15407/ujpe67.5.301 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 67 No. 5 (2022); 301 Український фізичний журнал; Том 67 № 5 (2022); 301 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe67.5 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022441/2844 Copyright (c) 2022 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |