Natália Carvalho
Ernesto Kemp
Departamento de Raios Cósmicos e Cronologia – IFGW - UNICAMP
"EXTRAÇÃO DO SINAL DE
SUPERNOVAS COM O LVD"
Índice
 LVD
 O Sinal Esperado
 O cálculo do número de eventos
 Espectro de emissão
 Flutuações estatísticas e experimentais inseridas
 Resultados Parciais
Introdução
Apresentaremos um estudo sobre o
espectro de anti-neutrinos extraído do
sinal do experimento LVD no caso de
um colapso gravitacional na nossa galáxia. Para isso estão
sendo feitas simulações que incluem flutuações estatísticas e
considerações a respeito da resolução de energia do experimento.
O LVD -
Large Volume Detector
 Instalado no laboratório subterrâneo do Gran
Sasso – Itália.
 Entrou em funcionamento em 1992.
 Tem como principal objetivo a detecção do burst
neutrínico emitido em colapsos gravitacionais
estelares na nossa galáxia e na nuvem de
Magalhães.
 É composto por tanques preenchidos com
cintilador líquido e monitorado por
fotomultiplicadoras
O Sinal Esperado
Número de eventos esperados no detector para um canal
específico:
Principais canais de interação de neutrinos no LVD:
O espectro de emissão em números de neutrinos por
intervalo de energia segundo o modelo de Janka e
Hillebrabdt é determinado por:
O principal canal de detecção do LVD é o canal β-inverso.
Esse canal produz o maior número de eventos porque
combina uma grande quantidade de partículas alvo com a
maior secção de choque, que neste caso é dada por:
Estudamos a resposta do experimento LVD sob a variação
dos parâmetros η (pseudo-degenerescência) e T (temperatura da
neutrinosfera) segundo este canal.
Comportamento do espectro segundo as
variações do parâmetros η e T:
Espectro de energia para T = 3 MeV e η = 0,
1, 2, 3 e 4.
Espectro de energia para η = 3 e T = 2, 3, 4
e 5 MeV.
Além dos fatores associados à explosão da estrela, inserimos aos
cálculos fatores associados ao experimento.
 Resolução em energia do detector:
A forma da distribuição das energias detectadas pode ser aproximada
por uma gaussiana, com média igual à energia original e desvio padrão dado por:
 Eficiência relativa de detecção do canal beta inverso:
 Flutuação no número de eventos esperados no detector segundo
uma Distribuição “Poissoniana”.
Resultados
Comparamos os espectros esperados com aqueles
sujeitos às flutuações estatísticas submetendo-os
ao teste de hipótese Kolmogorov-Smirnov, que
quantificou a verossimilhança entre os espetros, ou
seja, com qual probabilidade um espectro afetado
pode ser atribuído a um par de parâmetros (T ,η).
Espectro
Ti
T i = 1, 0 [...]
Teste de hipótese
T i = n-1, 0
T i = n, 0



Espectro Afetado
(T’ i = n, 0)
Identificações positivas:
M < N espectros (Ti, 0)
<T> = Ti x (p-valor)i
p-valor)i
T i = n+1, 0
[...] T i = N, 0
Resultados
Para a
temperatura
1000 simulações
T 0 [2,4]
Coef. Angular = 1,1
Coef. Linear = 0,033
T 0 [4.3 , 5]
Etafixo = 4
Coef. Angular = 0,34
Coef Linear = 3,25
Coef. Angular = 0,9
Coef. Linear = 0,2
Etafixo = 0.5
Resultados
Para a Pseudodegenerescência
1000 simulações
Coef. Angular = 0,56
Coef. Linear = 1,48
Temperaturafixa = 5 MeV
Coef. Angular = 0,1
Coef. Linear = 1,39
Temperaturafixa = 2 MeV
Conclusão
Observamos que o parâmetro de pseudodegenerescência é mais sensível às
flutuações estatísticas e experimentais e que
temperaturas mais altas são responsáveis por
devios mais sutis.
Continuidade do trabalho
• Quantificar os desvios e parametrizá-los com
funções mais representativas.
• Estender a análise para os canais de corrente
neutra (já iniciado).
Referências
 E. Kemp, “Caracterização da emissão de
neutrinos de supernovas com o experimento
LVD”, tese de doutorado – IFGW (2000)
 www.lngs.infn.it
 root.cern.ch