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Development of a neutrino mass measurement method using atoms

Research Project

Project/Area Number 19340060
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

SASAO Noboru  Kyoto University, 大学院・理学研究科, 教授 (10115850)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NANJO Hajime  京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (40419445)
YOSHIMURA Motohiko  岡山大学, 理学部, 特別契約職員教授 (70108447)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000)
Fiscal Year 2008: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2007: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Keywordsニュートリノ質量 / マヨラナ粒子 / 超放射 / マクロコヒーランス / レーザー / 光ソリトン / マックスウェル・ブロッホ方程式 / リドベルグ原子
Research Abstract

一連のニュートリノ振動実験によりニュートリノは質量を有することが判明した.ただし、これらの実験においては質量の二乗差が測定され、その絶対値を決定することはできない.ニュートリノの質量絶対値や型式(ディラック型 vs マヨナラ型)を確定することは標準模型を超える素粒子物理学において本質的重要性を持つ.本研究は、原子過程を用いたニュートリノ質量の測定法を開発することにある.本研究では、全く新しい原理「マクロコヒーラント増幅機構」を用いた原子からのニュートリノ対放射を考案し、これによる質量分光を提案した.この方法は、原子準位のエネルギースケールが対象とする質量スケールと同程度であり、原理的に小質量に感度が良いこと、同種粒子効果を使いマヨナラ型かディラック型かを決定することが可能な事、宇宙背景ニュートリノ観測に道を拓く可能性がある事などの特徴を持つ.新しい原理と関連する現象である超放射について、マックスエル-ブロッホ方程式に基づくシュミレーションを行なった.更に「マクロコヒーラント増幅機構」に対する原理検証実験を明確した.原理検証実験の一部となる、Rb 原子の超放射実験、Ba 原子準安定状態生成実験を遂行し、成功した.更にニュートリノ対生成実験において標的となる希ガス・マトリックスを試作した.なお、副産物として、束縛状態へのベータ崩壊過程を使えば単色の反ニュートリノ・ビームが作れることに注目し、レプトンセクターにおけるCP 非保存パラメータを測定するに適したニュートリノ・ビーム生成法を考案した.

Report

(3 results)
  • 2008 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photonic soliton and its relevance to radiative neutrino pair emission2009

    • Author(s)
      M . Yoshimura and N. Sasao
    • Journal Title

      arXiv 0901 2769

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      2008 Final Research Report
  • [Journal Article] Towards CP-even Neutrino Beam2009

    • Author(s)
      A. Fukumi, H. Nanjo, I. Nakano, N. Sasao, S. Sato, and M. Yoshimura
    • Journal Title

      J.Phsy.Soc.Jpn 78

    • NAID

      110007042089

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      2008 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Macro- coherent two photon and radiative neutrino pair emission2008

    • Author(s)
      M. Yosimura, C.Ohae, A.Fukumi, K. Nakajima, I. Nakano, H. Nanjo, and N. Sasao
    • Journal Title

      arXiv 805 1970

    • Related Report
      2008 Final Research Report
  • [Journal Article] Toward CP-Even Neutrino Beam2008

    • Author(s)
      A. Fukumi, I. Nakano, H. Nanjo, N. Sasao, S. Sato, M. Yoshimura
    • Journal Title

      J. Phys. Soc. Jpn. 78

      Pages: 13201-13204

    • NAID

      110007042089

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CP-even neutrino beam2007

    • Author(s)
      Noboru Sasao
    • Journal Title

      Proceedings of 12th International Workshop on Neutrinos Telescopes 12

      Pages: 451-458

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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ニュートリノ質量分光への道(原子を利用した基礎物理学の進展)2009

    • Author(s)
      吉村太彦
    • Organizer
      日本物理学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2009-03-30
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(IV)-気体標的からの超放射研究-2009

    • Author(s)
      大饗千彰
    • Organizer
      日本物理学会素粒子物理分科会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2009-03-28
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  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(V)-固体マトリックス標的の量子干渉性の研究-2009

    • Author(s)
      中野逸夫
    • Organizer
      日本物理学会素粒子物理分科会
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2009-03-28
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] Coherent target effects for atomic neutrino mass spectroscopy and detection of relic neutrino2008

    • Author(s)
      M. Yoshimura
    • Organizer
      Workshop on New Instruments in Neutrino Relics and Mass
    • Place of Presentation
      CERN
    • Year and Date
      2008-12-08
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(I) - 二光子および一光子+ニュートリノ対放射の理論-2008

    • Author(s)
      笹尾登ら
    • Organizer
      日本物理学会素粒子物理分科会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-23
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(III)-コヒーラント標的の基礎研究-2008

    • Author(s)
      福見敦ら
    • Organizer
      日本物理学会素粒子物理分科会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-23
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(II)-気体セルを用いた超放射の基礎研究-2008

    • Author(s)
      南條創ら
    • Organizer
      日本物理学会素粒子物理分科会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-23
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(I)-二光子および一光子+ニュートリノ対放射の理論-2008

    • Author(s)
      笹尾登, 南條創, 吉村太彦, 他
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-23
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] マクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(II)-気体セルを用いた超放射の基礎研究-2008

    • Author(s)
      南條創, 笹尾登, 吉村太彦, 他
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-23
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ママクロコヒーランス増幅機構を用いたニュートリノ質量分光(III)-コピーランド標的の基礎研究-2008

    • Author(s)
      福見敦, 笹尾登, 南條創, 吉村太彦, 他
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2008-09-23
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Neutrino Spectroscopy using Atoms(SPAN)2008

    • Author(s)
      M.Yoshimura
    • Organizer
      NO-VEInternational Workshop
    • Place of Presentation
      Venice
    • Year and Date
      2008-04-15
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      2008 Final Research Report
  • [Presentation] 原子を利用したニュートリノ対生成の基礎研究III-赤外・マイクロ波分光の利用-2008

    • Author(s)
      中嶋享ら
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      2008-03-26
    • Related Report
      2008 Final Research Report 2007 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://fphy.hep.okayama-u.ac.jp/centerqu/majolennon/index.html

    • Related Report
      2008 Final Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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