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中微子是粒子物理标准模型的基本粒子之一。中微子振荡现象是从实验中直接观测到的超出标准模型的新物理,这一现象可以用PMNS矩阵来描述,共有六个自由参数:三个中微子混合角、两个独立的质量平方差和一个CP破坏相角。在2011年之前,未知的参数有θ13、Δm232的符号和CP破坏相角。混合角θ13不仅是PMNS矩阵的基本参数,它的大小也将决定下一代中微子物理实验的发展方向。 大亚湾反应堆中微子实验总的设计目标是最精确地测量中微子最后一个未知的混合角θ13,对sin22θ13的设计精度在90%置信度下优于0.01。大亚湾实验采用远近点相对测量的方法,抵消了反应堆及探测器的关联误差,以及绝大部分反应堆非关联误差。远近点八个全同的中心探测器安装在地下实验厅的高纯水中,有效的降低宇宙线本底,以此实现对θ13的精确测量。 大亚湾实验于2011/12/24三个实验厅同步开始取数,并于2012/03/08使用55天数据首次在5.2σ置信度下公布θ13不为零的结果,其中心值是sin22θ13=0.092±0.016(stat.)±0.005(syst.)。较大的中微子混合角θ13有助于开展下一代中微子实验测量剩下两个未知参数。本文基于作者在大亚湾实验中所作的物理分析及硬件工作,介绍了现场阻性板(RPC)探测器的安装与调试,中微子事例挑选、本底及系统误差的研究,以及振荡参数的拟合等。 大亚湾实验使用水切仑柯夫探测器和RPC探测器标记宇宙线muon,反符合中心探测器中的物理事例,有效降低宇宙线muon带来的本底。其中,RPC探测器由于长途运输以及现场的潮湿环境导致RPC探测器的性能受到影响,通过现场的安装与调试,结合离线性能分析,及时发现并解决了RPC探测器的问题,保证RPC系统联合其它探测器系统正常运行。 大亚湾实验使用掺Gd液闪作为电子反中微子的靶和探测器,末态粒子形成的快慢符合信号特征有助于粒子鉴别。本文介绍了中微子事例挑选及本底的研究,其中对13C(α,n)160本底做了详细的阐述,这一结果具有普适性,可以应用到其它液闪实验中。在对探测器的性能进行长期稳定性监测的过程中,及时发现问题并找到原因。大亚湾实验是一个远近点相对测量的实验,因此只有非关联误差会对振荡参数的误差有贡献。本文着重介绍了探测器非关联误差的两个主要来源:慢信号能量条件效率误差和Gd俘获比误差,并指出了以后可能的改进方法。通过比较同一实验厅的中心探测器的事例信息,从数据中证实了探测器的全同性。 本文最后详细介绍了振荡参数的拟合方法,包括事例率和能谱分析方法。本文的分析结果使用的数据是217天的6AD数据和404天的8AD数据。在谱分析方法中,首次采用了纯相对测量方法,使拟合结果尽可能无偏;同时,由于要合并两个时期的数据,在考虑了反应堆流强误差的时间关联影响之后,开发了新的x2拟合函数测量到sin22θ13=0.084±0.005-0.005和|△m2ee|=2.42+0.11-0.11×10-3eV2,继续保持国际领先地位。