Relativistic descriptions of quasielastic charged-current neutrino-nucleus scattering: application to scaling and superscaling ideas

The analysis of the recent experimental data on charged-current neutrino-nucleus scattering cross sections measured at MiniBooNE requires fully relativistic theoretical descriptions also accounting for the role of final state interactions. In this work we evaluate inclusive quasielastic differential neutrino cross sections within the framework of the relativistic impulse approximation. Results based on the relativistic mean field potential are compared with the ones corresponding to the relativistic Green function approach. An analysis of scaling and superscaling properties provided by both models is also presented.Comment: 11 pages, 8 figures, version accepted for publication in Physical Review

Relativistic descriptions of final-state interactions in charged-current quasielastic neutrino-nucleus scattering at MiniBooNE kinematics

The results of two relativistic models with different descriptions of the final-state interactions are compared with the MiniBooNE data of charged-current quasielastic cross sections. The relativistic mean field model uses the same potential for the bound and ejected nucleon wave functions. In the relativistic Green's function (RGF) model the final-state interactions are described in the inclusive scattering consistently with the exclusive scattering using the same complex optical potential. The RGF results describe the experimental data for total cross-sections without the need to modify the nucleon axial mass.Comment: 5 pages 3 figure

Prevalenza della sclerosi multipla nell'isola d'Elba

Introduzione Le variazioni temporali e geografiche della frequenza di Sclerosi Multipla (SM) sono state molto studiate. Negli ultimi 30 anni, gli studi epidemiologici hanno evidenziato come la distribuzione della SM nei paesi dell’area mediterranea sia più complessa di quanto ritenuto in passato quando era comunemente accettato il modello correlato alla latitudine. Scarsi sono i dati di prevalenza relativi all’Italia centrale e in particolare ad oggi non sono noti dati pubblicati sulla dimensione della SM nella popolazione dell’isola d’Elba. Obiettivi Calcolare la prevalenza della SM nell’isola d’Elba dal momento che non ci sono dati disponibili in letteratura. Metodi L'isola d'Elba è l’isola più grande dell'Arcipelago Toscano. Al giorno di prevalenza, ovvero il 31/12/2010, la popolazione residente nell’isola era pari a 31.943 ab. I casi di SM sono stati identificati consultando le cartelle cliniche dell’ospedale e dell’ambulatorio di riferimento neurologico dell’isola. Sono stati arruolati nello studio tutti i pazienti con diagnosi di SM secondo i criteri di McDonald, residenti nell’isola al giorno di prevalenza. Sono stati calcolati i tassi di prevalenza grezzi e specifici (sesso e età) e il tasso standardizzato rispetto alla popolazione italiana del 2001. Gli intervalli di confidenza al 95% dei tassi di prevalenza sono stati calcolati assumendo una distribuzione di Poisson. Risultati Al giorno di prevalenza erano residenti nell’isola 42 soggetti con SM. Di questi il 40,5% era nato fuori dall’isola, e 4 soggetti avevano origine sarda. Il rapporto F:M è risultato pari a 2,8: infatti il 73,8% era di sesso femminile rispetto al 26,2% di sesso maschile. L’età media dei soggetti era di 49,8±12,6 anni e non si osservano differenze significative tra i sessi riguardo all’età. Per quanto riguarda le forme di malattia, il 16,7% dei pazienti aveva una forma CIS, il 61,9% una RR, il 16,7% una SP e il 4,8% una PP. Il grado di disabilità (EDSS) è risultato correlato (trend crescente) con la forma di malattia: EDSS pari a 1,5 per le forme CIS, 2,0 per le forme RR e 6,0 per le forme SP e PP. La durata di malattia, in media, era di 15,0±9,8 anni, con un range tra 0 e 37 anni. La durata media di malattia è risultata più alta per i maschi (19,3±9,5 anni) rispetto alle femmine (13,6±9,6 anni), ma tale differenza non è statisticamente rilevante. Il tasso di prevalenza grezzo era pari a 131,5 (IC 95%: 99,8-177,7) per 100.000 (maschi 70,7; femmine 189,2 per 100.000). Il tasso di prevalenza standardizzato era pari a 131,5 (IC 95%: 91,8-171,2) per 100.000

Inclusive Nucleon Emission Induced by Quasi--Elastic Neutrino--Nucleus Interactions

We study the quasi--elastic contribution to the inclusive $(\nu_l,\nu_l N)$, $(\nu_l,l^- N)$, $({\bar \nu}_l,{\bar \nu}_l N)$ and $({\bar \nu}_l,l^+ N)$ reactions in nuclei using a Monte Carlo simulation method to account for the rescattering of the outgoing nucleon. As input, we take the reaction probability from the microscopical many body framework developed in Phys. Rev. {\bf C70} (2004) 055503 for charged-current induced reactions, while for neutral currents we use results from a natural extension of the model described in that reference. The nucleon emission process studied here is a clear signal for neutral--current neutrino driven reactions, that can be used in the analysis of future neutrino experiments.Comment: 23 pages, 17 figures; Version 2: few typos correcte

Prevalenza della sclerosi multipla nell'isola d'Elba

OBIETTIVI: Calcolare la prevalenza della Sclerosi Multipla (SM) nell’isola d’Elba dal momento che non ci sono dati disponibili in letteratura. METODI: L'isola d'Elba è l’isola più grande dell'Arcipelago Toscano. Al giorno di prevalenza, ovvero il 31/12/2010, la popolazione residente nell’isola era pari a 31.943 ab. I casi di SM sono stati identificati consultando le cartelle cliniche dell’ospedale e dell’ambulatorio neurologico di riferimento dell’isola. Sono stati arruolati nello studio tutti i pazienti con diagnosi di SM secondo i criteri di McDonald, residenti nell’isola al giorno di prevalenza. Sono stati calcolati i tassi di prevalenza grezzi e specifici (sesso e età) e il tasso standardizzato rispetto alla popolazione italiana del 2001. Gli intervalli di confidenza al 95% dei tassi di prevalenza sono stati calcolati assumendo una distribuzione di Poisson. RISULTATI: Al giorno di prevalenza erano residenti nell’isola 42 soggetti con SM. Di questi il 40,5% era nato fuori dall’isola e 4 pazienti avevano origine sarda. Il rapporto F:M è risultato pari a 2,8 e l’età media dei soggetti era di 49,8±12,6 anni. Per quanto riguarda le forme di malattia, il 16,7% dei pazienti aveva una forma CIS, il 61,9% una RR, il 16,7% una SP e il 4,8% una PP. Il grado di disabilità (EDSS) è risultato correlato (trend crescente) con la forma di malattia: EDSS pari a 1,5 per le forme CIS, 2,0 per le RR e 6,0 per le SP e PP. La durata di malattia, in media, era di 15,0±9,8 anni, con un range tra 0 e 37 anni. Il tasso di prevalenza grezzo è risultato pari a 131,5 (IC 95%: 99,8-177,7) per 100.000 (maschi 70,7; femmine 189,2 per 100.000). Il tasso di prevalenza standardizzato è risultato pari a 131,5 (IC 95%: 91,8-171,2) per 100.000. Il tasso di prevalenza sesso età specifico mostra un picco, per entrambi i sessi, nella classe di età tra 45-54 anni, mentre non ci sono casi prima dei 15 anni. Analizzando il periodo di latenza (ovvero la lunghezza in anni tra esordio dei sintomi e diagnosi di malattia) si osserva un trend negativo, statisticamente significativo, rispetto l’anno di esordio: infatti per i pazienti con esordio più recente, il periodo di latenza è diminuito rispetto a quello dei pazienti con esordio più remoto. CONCLUSIONI: Essendo il primo studio effettuato nell’isola, non è possibile fare confronti con dati precedenti. Il valore di prevalenza osservato dovrebbe essere comunque in linea con l’attuale prevalenza dell’Italia continentale e comunque inferiore a quella stimata in Sardegna (Pugliatti, 2009)

Inclusive electron scattering in a relativistic Green function approach

A relativistic Green function approach to the inclusive quasielastic (e,e') scattering is presented. The single particle Green function is expanded in terms of the eigenfunctions of the nonhermitian optical potential. This allows one to treat final state interactions consistently in the inclusive and in the exclusive reactions. Numerical results for the response functions and the cross sections for different target nuclei and in a wide range of kinematics are presented and discussed in comparison with experimental data.Comment: 12 pages, 7 figures, REVTeX

Mean-field calculations of exotic nuclei ground states

We study the predictions of three mean-field theoretical approaches in the description of the ground state properties of some spherical nuclei far from the stability line. We compare binding energies, single particle spectra, density distributions, charge and neutron radii obtained with non-relativistic Hartree-Fock calculations carried out with both zero and finite-range interactions, and with a relativistic Hartree approach which uses a finite-range interaction. The agreement between the results obtained with the three different approaches indicates that these results are more related to the basic hypotheses of the mean-field approach rather than to its implementation in actual calculations.Comment: 16 pages, 12 figures, 2 tables, accepted for publication in Physical Review

Inclusive Quasi-Elastic Charged-Current Neutrino-Nucleus Reactions

The Quasi-Elastic (QE) contribution of the nuclear inclusive electron scattering model developed in Nucl. Phys. A627 (1997) 543 is extended to the study of electroweak Charged Current (CC) induced nuclear reactions, at intermediate energies of interest for future neutrino oscillation experiments. The model accounts for, among other nuclear effects, long range nuclear (RPA) correlations, Final State Interaction (FSI) and Coulomb corrections. Predictions for the inclusive muon capture in $^{12}$C and the reaction $^{12}$C $(\nu_\mu,\mu^-)X$ near threshold are also given. RPA correlations are shown to play a crucial role and their inclusion leads to one of the best existing simultaneous description of both processes, with accuracies of the order of 10-15% per cent for the muon capture rate and even better for the LSND measurement.Comment: 31 pages and 14 figures, accepted for publication as a regular article in Physical Review

Nuclear effects in charged-current quasielastic neutrino-nucleus scattering

After a short review of the recent developments in studies of neutrino-nucleus interactions, the predictions for double-differential and integrated charged current-induced quasielastic cross sections are presented within two different relativistic approaches: one is the so-called SuSA method, based on the superscaling behavior exhibited by electron scattering data; the other is a microscopic model based on relativistic mean field theory, and incorporating final-state interactions. The role played by the meson-exchange currents in the two-particle two-hole sector is explored and the results are compared with the recent MiniBooNE data.Comment: 12 pages, 9 figures, to appear in the Proceedings of "XIII Convegno di Cortona su Problemi di Fisica Nucleare Teorica", Cortona (Italy), April 6-8, 201