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ニュートリノ振動の高精度測定によるレプトンにおけるCP対称性の破れの探索

Research Project

Project/Area Number 22KJ0558
Project/Area Number (Other) 21J20441 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

江口 碧  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsニュートリノ振動 / T2K / スーパーカミオカンデ / CP対称性 / 電子ニュートリノ
Outline of Research at the Start

ニュートリノ振動パラメータの精密測定は標準模型を超える素粒子理論の理解に貢献するほか、CP対称性の破れが観測されればこの宇宙の成り立ちへの理解が深まることも期待されている。日本で進行中の長基線ニュートリノ振動実験であるT2K実験は、これまでに95%以上の信頼度でCP対称性の破れを観測してきた。申請者は、振動解析の高精度のため前置検出器ND280のアップグレードに取り組んでいるほか、スーパーカミオカンデ実験の大気ニュートリノデータとT2K実験の加速器ニュートリノデータの両方を用いた合同解析にも取り組んでいる。

Outline of Annual Research Achievements

ニュートリノ振動は、1998年にスーパーカミオカンデ実験が大気ニュートリノの測定を通じてその存在を確認して以来、世界中で測定が進められてきた。ニュートリノ振動パラメータの精密測定は標準模型を超える素粒子理論の理解に貢献するほか、CP対称性の破れが観測されればこの宇宙の成り立ちへの理解が深まることも期待されている。
2023年度は、長基線ニュートリノ振動実験T2KとSuper-Kamiokande (SK) 実験の合同解析に取り組んだ。この二つの実験は共に岐阜県飛騨市にある Super-Kamiokande 検出器を用いているが独立した実験グループであり、それぞれがニュートリノ物理において世界をリードする結果を出し続けてきた。今回の合同解析は、T2K実験の加速器ニュートリノデータとSK実験の大気ニュートリノデータの両方を用いてニュートリノ振動解析を行うことで、より感度の高い振動パラメータの測定、ニュートリノ質量階層の順序決定、および CP 対象性の破れ探索を目指すことを目標としている。
申請者は、合同解析で用いられる系統誤差モデルの頑健性の評価とそれに伴うモデルの改善、データ解析等に取り組み、2023年10月には両実験を代表して国際会議で実験結果を報告した。その前後では解析の信頼性を高めるための様々な追加検証に取り組み、解析結果が信頼しうるものであると結論した。さらに、モンテカルロシミュレーションの統計誤差、実験データサンプルの詳細な分析、系統誤差の理解の改善、将来的な感度解析など、今後両実験を進めていくにあたって重要な解析を行なった。並行して、T2K実験のデータ取得のために茨城県東海村に滞在し、現地での検出器運用にも貢献した。
3年間の研究期間を通して、申請者はT2K実験の前置検出機アップグレードにも取り組み、ニュートリノ実験の発展に貢献した。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] Stony Brook University(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] LPNHE(フランス)

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      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] King's College London/University of Oxford(英国)

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      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ストーニーブルック大学/ロチェスター大学(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] スイス連邦工科大学チューリッヒ校(スイス)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] The T2K Near Detector Upgrade2023

    • Author(s)
      Eguchi Aoi
    • Journal Title

      Physical Sciences Forum

      Volume: 8 Pages: 38-38

    • DOI

      10.3390/psf2023008038

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SuperFGD prototype time resolution studies2023

    • Author(s)
      I. Alekseev, et al.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 18 Issue: 01 Pages: P01012-P01012

    • DOI

      10.1088/1748-0221/18/01/p01012

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Scintillator ageing of the T2K near detectors from 2010 to 20212022

    • Author(s)
      K.Abe, T.Ishida, Y.Oyama et al.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 17 Issue: 10 Pages: P10028-P10028

    • DOI

      10.1088/1748-0221/17/10/p10028

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] SK大気ニュートリノとT2K加速器ニュートリノの合同振動解析のための解析手法改善2023

    • Author(s)
      江口碧
    • Organizer
      日本物理学会 第78回年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Combined neutrino oscillation analysis between Super-Kamiokande and T2K2023

    • Author(s)
      Aoi Eguchi
    • Organizer
      The 22nd International Workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction and Selection of Neutrino Interactions In T2K ND280 Upgrade2023

    • Author(s)
      Aoi Eguchi and Xingyu Zhao
    • Organizer
      Symposium University of Tokyo - ETH Zurich
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SK大気ニュートリノとT2Kビームニュートリノの合同振動解析に向けた反応モデルの柔軟性テスト2023

    • Author(s)
      江口碧,Lukas Berns, Junjie Xia, Jianrun Hu, Christophe Bronner, Roger Wendell, Ciro Riccio, Clarence Wret, Megan Friend, Benjamin Quilain, 横山将志, Super-Kamiokande Collaboration, T2K Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] EM shower reconstruction and electron neutrino selection with the T2K SuperFGD detector2022

    • Author(s)
      Aoi Eguchi
    • Organizer
      Neutrino 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The T2K Near Detector upgrade2022

    • Author(s)
      Aoi Eguchi
    • Organizer
      NuFact 2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] T2K前置検出器アップグレードに向けた電子再構成手法の開発2022

    • Author(s)
      江口碧,吉本芳美,児玉将馬,中桐洸太,横山将志,市川温子,川上将輝,栗林宗一郎,木河達也,中家剛, 在原拓司, 古藤達朗, 角野秀一, 松原綱之, 坂下健, 中平武, 藤井芳昭, 小林隆, Jakkapu Mahesh, 南野彰宏 他T2K Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] EM shower reconstruction and electron neutrino selection for the T2K near detector upgrade2022

    • Author(s)
      Aoi Eguchi
    • Organizer
      The 21st international workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] T2K前置検出器アップグレードに向けた電子ニュートリノ反応事象選別アルゴリズムの開発2021

    • Author(s)
      江口碧、吉本芳美、中桐洸太、横山将志、市川温子、川上将輝、谷真央、栗林宗一郎、木河達也、中家剛、在原拓司、角野秀一、小川智久、松原綱之、坂下健、中平武、藤井芳昭、小林隆、Jakkapu Mahesh、南野彰宏、 他T2K Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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