Исследование образования пионов в νμ-взаимодействиях на ⁴⁰Ar в DUNE с использованием генераторов событий GENIE и NuWro

Аннотация

Изучение образования пионов и эффектов взаимодействия в конечном состоянии (ВКС)
важно для анализа данных во всех экспериментах с нейтрино. Для энергий, при которых проводятся современные нейтринные эксперименты, существенный вклад в рождение пионов вносит процесс резонансного рождения. После его образования, если пион поглощается ядерной материей, событие может стать неотличимым от процесса квазиупругого рассеяния и играть роль фона. Оценка этого фона очень важна для экспериментов с осцилляциями и требует хороших теоретических моделей рождения пионов как в первичной вершине, так и после ВКС. Из-за ВКС количество пионов в конечном состоянии значительно отличается от числа, созданного в первичной вершине. Поскольку детекторы нейтрино могут наблюдать только частицы в конечном состоянии, правильная информация о частицах, рожденных в первичной вершине, затмевается ВКС. Чтобы преодолеть эту трудность, требуется хорошее знание ВКС, которое может быть обеспечено теоретическими моделями, включенными в Монте-Карло (MC) генераторы нейтринных событий. Они обеспечивают теоретические предсказания взаимодействий нейтрино для различных экспериментов и служат мостом между теоретическими моделями и экспериментальными измерениями. В работе мы представляем смоделированные события для двух разных генераторов MC — GENIE и NuWro, для образования пионов в ν_µCC-взаимодействиях на мишени ⁴⁰Ar в экспериментальной установке DUNE. Представлен
краткий обзор теоретических моделей, используемых генераторами. Результаты рождения пионов приведены в виде таблиц, показывающих заселенность первичных и конечных топологий пионов со 100 %-й эффективностью детектора и с порогами обнаружения по кинетической энергии пиона. Мы наблюдаем, что NuWro (v-19.02.2) более прозрачен (менее восприимчив) к процессам поглощения и перезарядки по сравнению с GENIE (v-3.00.06), пионы скорее поглощаются, чем создаются, при их внутриядерном транспорте, и необходимо снизить пороги обнаружения кинетической энергии пиона, чтобы повысить эффективность детектора и получить лучшие результаты.