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Phenomenological study of physics beyond the Standard Model by neutrinos

Research Project

Project/Area Number 21K03578
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Yasuda Osamu  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (50183116)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsニュートリノ振動 / フレーバー混合 / ニュートリノの質量 / パラメーター縮退 / 時間反転不定性 / 標準模型を越える物理 / フレー バー混合 / ニュートリノ質量 / ステライルニュートリノ / 非標準相互作用
Outline of Research at the Start

素粒子物理学における最も重要な課題の一つは標準模型を越える物理の探求である。ニュートリノの質量と混合は既に標準模型を越える物理の兆候であり、標準的な3世代ニュートリノの枠組みでこれまでの観測結果の大部分を説明出来ている。その一方で標準的な枠組みで説明出来ない現象も報告されており、さらなる新物理によりそれらの現象を説明できるのかどうかを検討し、将来のニュートリノ研究計画に指針を与えることを目指す。

Outline of Final Research Achievements

We investigated the impact of uncertainties in Earth's matter density on the measurement of the CP phase in the T2HK and DUNE experiments. At DUNE, which has a long baseline, the matter effects are relatively significant and cannot be ignored. We discussed the octant degeneracy in long-baseline experiments using the parameter degeneracy diagram proposed by the research representative in 2004. It was found that the octant degeneracy can be resolved at the first oscillation maximum, but becomes difficult to resolve at the second oscillation maximum. We also discussed the violation of time-reversal invariance in long-baseline experiments, in cases where the time evolution is unitary and otherwise. It was found that a precise measurement of the energy spectrum of this violation could potentially explore deviations from the standard scenario.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

実験開始が間近となっている長基線実験ではCP位相測定に関して誤差等の詳細な検討が必要になって来ている段階であり、本研究による物質密度の不定性の影響もその詳細の一つとして重要である。長基線実験における八分円縮退の議論は、2012年に原子炉ニュートリノ実験によりθ(13)が決定されてからあまり議論されておらず、T2HK実験・DUNE実験でどのように八分円縮退が解決されるかを理解するのに役に立つ研究である。時間反転不変性の破れはT2HK・DUNE実験後のニュートリノ振動研究の方向性を考える上で重要なトピックスである。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 5 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Octant degeneracy and plots of parameter degeneracy in neutrino oscillations revisited2024

    • Author(s)
      Sugama Sho、Yasuda Osamu
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 109 Issue: 3 Pages: 035007-035007

    • DOI

      10.1103/physrevd.109.035007

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of matter density in T2HK and DUNE2023

    • Author(s)
      Ghosh Monojit、Yasuda Osamu
    • Journal Title

      Nuclear Physics B

      Volume: 989 Pages: 116142-116142

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2023.116142

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Search for sterile neutrinos by shower events at a future neutrino telescope2022

    • Author(s)
      Y. Wang, O. Yasuda
    • Journal Title

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      Volume: 2022 Issue: 2 Pages: 1-29

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac010

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neutrino oscillation phenomenology and impact of Professor Masatoshi Koshiba2022

    • Author(s)
      O. Yasuda
    • Journal Title

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      Volume: 2022 Issue: 12 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac056

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ニュートリノとマヨラナ粒子2022

    • Author(s)
      安田修
    • Journal Title

      数理科学

      Volume: 4 月号 Pages: 14-20

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] 書評「ニュートリノの物理学」2021

    • Author(s)
      安田修
    • Journal Title

      数理科学

      Volume: 11 月号 Pages: 72-72

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Complementary between Hyper-K and DUNE to complete the 3-flavor PMNS picture and beyond2023

    • Author(s)
      Osamu Yasuda
    • Organizer
      19th Rencontres du Vietnam, Neutrino Workshop at IFIRSE
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sensitivity of Future Long Baseline Experiments and Octant Degeneracy2023

    • Author(s)
      Osamu Yasuda
    • Organizer
      MIAMI 2023 Physics Conference
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ニュートリノ振動におけるパラメータ縮退の再考2023

    • Author(s)
      須釜祥, 安田修
    • Organizer
      日本物理学会 第78回年次大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Sterile neutrinos and non-standard interactions of neutrinos2023

    • Author(s)
      安田修
    • Organizer
      Kagoshima Workshop on Particles, Fields and Strings 2023
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Synergy of HK & DUNE2022

    • Author(s)
      Osamu Yasuda
    • Organizer
      XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Theoretical overview2022

    • Author(s)
      Osamu Yasuda
    • Organizer
      21st international workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN22)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ニュートリノ振動研究の現 状と研究用原子炉によるステライルニュートリノ探索の可能性2022

    • Author(s)
      安田修
    • Organizer
      研究用原子炉を用いた原子核素粒子物理学研究会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] C02 Summary2022

    • Author(s)
      O. Yasuda
    • Organizer
      新学術領域研究「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Phenomenology of sterile neutrino oscillations at a future neutrino telescope2021

    • Author(s)
      Y. Wang, O. Yasuda
    • Organizer
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 基盤C「ニュートリノによる標準模型を超える物理の象論的研究」(2021年-2023年)

    • URL

      https://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~osamu.yasuda/kibanc-2021/index.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 基盤C「ニュートリノによる標準模型を超える物理の象論的研究」

    • URL

      http://musashi.phys.se.tmu.ac.jp/~yasuda/kibanc-2021/

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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