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シンチレーションバルーンを用いた世界最高感度でのマヨナラニュートリノ探索

Research Project

Project/Area Number 15J02193
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

小原 脩平  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊 / ニュートリノレス二重ベータ崩壊 / ポリエチレンナフタレート / ナイロン / 極低放射能化 / PolyEthyleneNapthalate / 熱溶着 / バルーン
Outline of Annual Research Achievements

カムランド禅実験は, ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊(0n2b)探索において世界最高感度を達成しており, これまでにニュートリノのマヨラナ有効質量の縮退構造領域のほとんどを排除することに成功している. これからはさらなる感度向上をすることでいくつかの理論予測モデルの検証を行うことが目的となるが, そのためには検出容器であるナイロン製バルーンの大型化と低放射能化が不可欠である. スーパークリーンルーム内において様々な工夫を凝らすことにより, 新しく徹底的に低放射能化されたバルーンを完成させることができた. 当初の研究計画に比べると少し遅れているが, これから新しく制作したバルーンをカムランドへインストールし実験開始をすることで, 最高感度を更新しさらなる物理探索を行う.
また, 液体シンチレータに耐性を持つフィルム状シンチレータ(素材としてはポリエチレンナフタレートを想定)の研究開発については, 波形弁別による粒子識別が可能であるという見通しが立った. さらにその薄膜化された素材形状のおかげでシンチレーション光とチェレンコフ光が見分けられる可能性について示唆した. ポリエチレンナフタレートフィルム同士の熱溶着についても技術確立と平行し, 硬質容器形状での導入も検討している. 将来的にナイロン製バルーンの代わりにこれを導入することによって, 現在のカムランド禅実験における最も主要な背景事象とであるウラン系列の放射線不純物を99%除去できる見込みである.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Search for Majorana Neutrinos Near the Inverted Mass Hierarchy Region with KamLAND-Zen2016

    • Author(s)
      清水格
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 117 Issue: 8 Pages: 082503-082503

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.082503

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] KamLAND-Zenの現状(1)2017

    • Author(s)
      小原脩平, 他KamLAND-Zen collaboration
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] New balloon installation for KamLAND-Zen 8002016

    • Author(s)
      OBARA shuhei, on behalf of KamLAND-Zen collaboration
    • Organizer
      International workshop on "Double Beta Decay and underground Science"
    • Place of Presentation
      大阪大学吹田キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-11-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Inner-balloon uninstallation and new balloon production2016

    • Author(s)
      OBARA shuhei, on behalf of KamLAND-Zen collaboration
    • Organizer
      International symposium on Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research 2016
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-05-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] KamLAND-Zen次期フェーズの概要と準備状況2016

    • Author(s)
      小原脩平
    • Organizer
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」計画研究A班主催第1回若手研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-02-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] クリーンルームにおける微粒子可視化映像2016

    • Author(s)
      小原脩平
    • Organizer
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」計画研究A班主催第1回若手研究会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-02-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Status of balloon production for KamLND-Zen 8002016

    • Author(s)
      OBARA shuhei
    • Organizer
      14th vienna conference on instrumentation
    • Place of Presentation
      VIENNA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (オーストリア)
    • Year and Date
      2016-02-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] KamLAND-Zenの現状2016

    • Author(s)
      小原脩平, 他KamLAND-Zen collaboration
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県宮崎市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] KamLAND-Zen将来計画へ向けた発光性バルーンの開発研究2015

    • Author(s)
      小原脩平
    • Organizer
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」2015年領域研究会
    • Place of Presentation
      神戸大学百年記念感六甲ホール(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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