系統誤差０．５％を目指すニュートリノ混合角θ＿１３の超精密測定

• Project/Area Number: 12J06812
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 松原 綱之 首都大学東京, 理工学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 素粒子実験 / ニュートリノ / 混合角θ_13 / 原子炉ニュートリノ / 精密測定 / 混合角θ_<13>

Outline of Annual Research Achievements

本実験は国際共同実験Double Choozにおいて、ニュートリノ混合角θ_13の精密測定を行うことを目的とする。混合角は質量と同じく、ニュートリノの性質を示す重要なパラメータである。近年、本実験をはじめとする原子炉ニュートリノ振動実験や加速器ニュートリノ振動実験により、θ_13が有限値を持つことが示された。有限値を持つことが明らかになった今、将来のCP非保存パラメータ測定実験に向けて、その精密測定化の意義は高まっている。
本研究ではθ_13測定精度向上のために、ニュートリノフラックスとエネルギー再構成精度に由来する系統誤差の削減を目標に掲げた。採用初年度は、エネルギー再構成の改善を重点的に行い、新しい手法を開発することで系統誤差の削減に成功した。採用二年目は、ニュートリノフラックスの系統誤差を削減すべく、前置検出器の建設を行った。また同時に、後置検出器のみでの解析結果の改善に寄与してきた。
最終年度にあたる昨年は、オフラインツールとデータ処理グループ責任者としてその開発管理を担当するとともに、高電圧電源装置などの残る測定装置の設置を完了した。完成した前置検出器の試運転や初期データ解析を共同研究者と協力して行い、前置検出器でのニュートリノ信号観測に成功した。また、後置検出器のみでの解析の最終結果をまとめ、論文投稿を行った。改善された解析手法と前置検出器の完成によって、目標とする精度でのθ_13測定の実現可能性が示された。二基の検出器でのデータ取得を今後も続け、必要となる統計量を得ることによって、θ_13の精密測定がまもなく達成される見通しである。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Ortho-positronium observation in the Double Chooz experiment (2014)
  • Author(s): Y. Abe et al.
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 10 Issue: 10 Pages: 032-032
  • DOI: 10.1007/jhep10(2014)032
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Improved measurements of the neutrino mixing angle θ13 with the Double Chooz detector (2014)
  • Author(s): Y. Abe et al.
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 10 Issue: 10 Pages: 086-086
  • DOI: 10.1007/jhep10(2014)086
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Precision muon reconstruction in Double Chooz (2014)
  • Author(s): Y. Abe et al.
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Volume: 07 Pages: 058-058
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.07.058
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Global Fit Determination of Effective Δm^2_<31> from Baseline Dependen ce of Reactor ν_e Disappearance (2013)
  • Author(s): T. J. C. Bezerra, H. Furuta, F. Suekane, T. Matsubara
  • Journal Title: Physics Letter B Volume: 725 Issue: 4-5 Pages: 271-276
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2013.07.028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 原子炉によるニュートリノ混合角θ_<13>の測定 (2013)
  • Author(s): 川崎健夫, 石塚正基, 古田久敬, 松原綱之
  • Journal Title: 日本物理学会誌・解説 Volume: Vol.68 Pages: 450-457
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Background-independent measurement of θ_<13> in Double Chooz (2013)
  • Author(s): Y. Abe, et al. (Double Chooz collaboration)
  • Journal Title: arXiv Volume: 1401(Submitted) Pages: 5981-5981
• [Journal Article] Direct Measurement of Backgrounds using Reactor-Off Data in Double Chooz (2013)
  • Author(s): Y. Abe, et al.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 87 Issue: 1 Pages: 11102-11102
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.011102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reactor￥bar{￥nu}_e disappearance in the Double Chooz experiment (2012)
  • Author(s): Y. Abe, et al.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 86 Issue: 5
  • DOI: 10.1103/physrevd.86.052008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First Test of Lorentz Violation with a Reactor-based Antineutrino Experiment (2012)
  • Author(s): Y. Abe, et al.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 86
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Double Chooz実験におけるガドリニウムの中性子捕獲事象を用いたθ_<13>測定 (2014)
  • Author(s): 松原 綱之, 他 Double Chooz Japanグループ
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学
  • Year and Date: 2014-03-29
• [Presentation] Recent results from Double Chooz (2014)
  • Author(s): T. Matsubara for the Double Chooz collaboration
  • Organizer: Lake Louise Winter Institute 2014
  • Place of Presentation: Lake Louise, Canada
  • Year and Date: 2014-02-22
  • Invited
• [Presentation] Recent results from Double Chooz (2012)
  • Author(s): Tsunayuki Matsubara
  • Organizer: 日本物理学会2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都産業大学(招待講演)
  • Year and Date: 2012-09-11
• [Remarks]
  • URL: http://dchooz.titech.jp.hep.net/
• [Remarks]
  • URL: http://dchooz.titech.jp.hep.net/