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Study of tau-neutrino production using state-of-the-art emulsion detectors

Research Project

Project/Area Number 17H06926
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

有賀 智子 (古川)  九州大学, 基幹教育院, 助教 (00802208)

Project Period (FY) 2017-08-25 – 2019-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsタウニュートリノ / Ds中間子 / エマルション検出器 / ニュートリノ反応 / Ds粒子 / チャーム粒子
Outline of Annual Research Achievements

3世代あるニュートリノの中で、タウニュートリノについては実験データが少なく、その性質を調べる高精度の測定が必要である。基本的性質であるタウニュートリノ反応断面積の測定は、ニュートリノ振動実験や宇宙からのタウニュートリノ観測のための基礎データであるとともに、タウニュートリノ反応において標準理論を超える新物理からの影響の有無を検証する試みである。タウニュートリノ反応断面積測定は、高エネルギー陽子反応で生成されるタウニュートリノフラックスの推定と、タウニュートリノ反応の検出から成る。ここで、タウニュートリノの生成源であるDs中間子の微分生成断面積が陽子ビームを用いた固定標的実験では測定されていないことが反応断面積測定において最大の不定性になっており、タウニュートリノの生成についての研究が不可欠である。本研究では、タウニュートリノビーム生成の不定性を現在の50%相当から10%以下に減らすため、その生成源であるDs中間子の微分生成断面積をCERN-SPS加速器の400 GeV陽子ビームを用いて初測定することを提案した。実験プロポーザル(SPSC-P-354)を執筆してCERN-SPSCに提出し、2018年1月のSPSCにて2018年のパイロットランの承認と2021年のビームタイム確保の推奨を受けて本実験実施への見通しをつけた。2018年8月のパイロットランのために、本実験の1/10に相当する約50平米(4000フィルム)のエマルション検出器を製造し、400 GeV陽子ビーム照射実験を実施した。解析スキームを構築し、パイロットランの解析を遂行してきた。2019年末までに最初の測定結果をまとめ、2021年からの本実験を推進していく。将来的にタウニュートリノ反応における新物理の効果(標準理論に対して10%程度)を探索することを目指している。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Bern(スイス)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

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      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Middle East Technical University(Turkey)

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      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Institute of Space Science(Romania)

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      2018 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Bern(スイス)

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  • [Int'l Joint Research] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

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  • [Int'l Joint Research] Middle East Technical University(Turkey)

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  • [Int'l Joint Research] Institute of Space Science(Romania)

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      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Study of tau-neutrino production at the CERN SPS2018

    • Author(s)
      Tomoko Ariga for the DsTau collaboration
    • Journal Title

      PoS

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of tau-neutrino production at the CERN SPS2018

    • Author(s)
      Tomoko Ariga for the DsTau collaboration
    • Organizer
      39th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] タウニュートリノ生成研究 (DsTau実験): 2018年pilot runの実施報告と解析の展望2018

    • Author(s)
      有賀智子, 佐藤修, 有賀昭貴, 小松雅宏, 六條宏紀, 中野敏行, 吉本雅浩, 他 DsTau collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Proposal to study tau-neutrino production in high-energy proton interactions - the DsTau project2018

    • Author(s)
      Tomoko Ariga for the DsTau collaboration
    • Organizer
      128th Meeting of the SPSC (Open Session)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] タウニュートリノ生成研究 (DsTau実験):2018年400GeV陽子ランに向けた状況報告2018

    • Author(s)
      有賀智子, 佐藤修, 有賀昭貴, 小松雅宏, 中野敏行, 福田努, 六條宏紀, 吉本雅浩, 他 DsTau collaboration
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of tau-neutrino production at the CERN SPS2018

    • Author(s)
      Tomoko Ariga
    • Organizer
      ICHEP2018 SEOUL
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 400 GeV陽子ビームを用いたタウニュートリノ生成の研究2017

    • Author(s)
      有賀 智子, 佐藤 修, 他 DsTau collaboration
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of tau-neutrino production with emulsion particle detectors2017

    • Author(s)
      Tomoko Ariga for the DsTau collaboration
    • Organizer
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Particle Physics Reference Library - Vol. 2. Detectors for Particles and Radiation, Chapter 3.0 Nuclear Emulsions2018

    • Author(s)
      Akitaka Ariga, Tomoko Ariga, Giovanni De Lellis, Antonio Ereditato, Kimio Niwa
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] The DsTau project

    • URL

      http://dstau.lhep.unibe.ch

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] http://dstau.lhep.unibe.ch

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-08-25   Modified: 2022-08-19  

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