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The neutrino oscillation analysis with tau neutrino appearance in a long-baseline accelerator experiment

Research Project

Project/Area Number 25707019
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionNagoya University (2016)
Toho University (2013-2015)

Principal Investigator

FUKUDA Tsutomu  名古屋大学, 高等研究院(理学研究科), YLC特任助教 (10444390)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsニュートリノ振動 / 原子核乾板 / タウニュートリノ / OPERA実験 / CERN / Appearance / J-PARC / NINJA実験 / チャーム粒子 / 素粒子実験 / 加速器
Outline of Final Research Achievements

Total five tau neutrino events have been detected, allowing to reject the background-only hypothesis at 5.1 sigma through this research. This means that tau neutrino appearance has been discovered and the biggest goal of the OPERA experiment has been successfully achieved. Consequently, final verification for the neutrino oscillation has been completed. Then the accuracy for neutrino oscillation measurement in OPERA has been improved with new (looser) selection criteria for tau neutrino detection and reduction of the systematic error by a detailed study for the background. Furthermore, I proposed a new experimental project that aims at precise measurement of neutrino interactions with nuclear emulsion detector at J-PARC for next generation neutrino oscillation experiments. The NINJA Collaboration was newly established for this purpose with myself being a Principal Investigator (PI). We have implemented the neutrino beam exposure with water and iron target emulsion detector at J-PARC.

Report

(5 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (91 results)

All 2017 2016 2015 2014 2013 Other

All Int'l Joint Research (12 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Peer Reviewed: 9 results) Presentation (62 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 7 results) Remarks (6 results)

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      Volume: 115 Issue: 12 Pages: 121802-121802

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      Volume: 06 Issue: 6 Pages: 069-069

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      Volume: 9 Issue: 12 Pages: P12017-P12017

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      Volume: C74 Issue: 8 Pages: 2986-2986

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      N. Agafonova, T. Fukuda, H. Ishida, M. Kimura, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (The OPERA collaboration)
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      Physical Review D

      Volume: 89 Issue: 5 Pages: 51102-51102

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      N. Agafonova, T. Fukuda, H. Ishida, M. Kimura, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (The OPERA collaboration)
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      Journal of High Energy Physics

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: 0360-31

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      Journal of High Energy Physics

      Volume: 07 Issue: 7 Pages: 0040-15

    • DOI

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      2015-11-20
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      2015-10-27
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] J-PARC T60実験:J-PARCでの原子核乾板を用いたニュートリノビーム照射実験2015

    • Author(s)
      福田努 他T60実験共同研究者
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2015-09-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARCにおける原子核乾板を用いた次期ニュートリノビーム照射実験の準備状況2015

    • Author(s)
      森元祐介, 福田努 他T60実験共同研究者
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2015-09-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ニュートリノ振動実験OPERAにおける大角度飛跡解析2015

    • Author(s)
      松尾友和, 福田努 他OPERA実験共同研究者
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] T60: Emulsion based test experiment in Neutrino beamline2015

    • Author(s)
      Tsutomu Fukuda on behalf of T60 Collaboration
    • Organizer
      20th J-PARC PAC meeting
    • Place of Presentation
      J-PARC(茨城県東海村)
    • Year and Date
      2015-07-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Neutrino Research Program with Nuclear Emulsion at J-PARC2015

    • Author(s)
      Tsutomu Fukuda et al.,
    • Organizer
      ICAI2015
    • Place of Presentation
      National Center of Science(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2015-06-19
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Performance of T60 Nuclear Emulsion2015

    • Author(s)
      Yusuke Morimoto, Tsutomu Fukuda et al.,
    • Organizer
      ICAI2015
    • Place of Presentation
      National Center of Science(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2015-06-19
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Practical Performance of Fine Track Selector2015

    • Author(s)
      Tomokazu Matsuo, Tsutomu Fukuda et al.,
    • Organizer
      ICAI2015
    • Place of Presentation
      National Center of Science(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2015-06-19
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] J-PARC T60実験:J-PARCでの原子核乾板を用いたニュートリノビーム照射実験2015

    • Author(s)
      福田努 他T60実験共同研究者
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC T60実験で使用した原子核乾板の性能評価2015

    • Author(s)
      森元祐介, 福田努 他T60実験共同研究者
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] OPERA実験におけるタウ崩壊のバックグラウンドとなるハドロン反応の研究2015

    • Author(s)
      西村秋哉, 福田努 他OPERA Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-03-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子核乾板によるニュートリノ研究2015

    • Author(s)
      福田努
    • Organizer
      21th ICEPPシンポジウム
    • Place of Presentation
      岳美山荘(長野県北安曇郡)
    • Year and Date
      2015-02-10
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Neutrino experiments with nuclear emulsion at J-PARC2014

    • Author(s)
      Tsutomu Fukuda et al (T60 group)
    • Organizer
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティアの融合」研究会2014
    • Place of Presentation
      富士Calm(山梨県富士吉田市新屋)
    • Year and Date
      2014-12-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARCにおける原子核乾板を用いたニュートリノ実験2014

    • Author(s)
      福田努 他T60実験共同研究者
    • Organizer
      画像関連学会連合会 第一回秋季合同大会
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学(京都府京都市)
    • Year and Date
      2014-11-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] OPERA実験における大角度飛跡自動認識によるタウニュートリノ反応の詳細解析2014

    • Author(s)
      福田努 他OPERA Collaboration
    • Organizer
      日本物理学会2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      佐賀大学本庄キャンパス(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Large Angle Tracking and High Discriminating Tracking in Nuclear Emulsion (poster)2014

    • Author(s)
      T. Matsuo, T. Fukuda, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya
    • Organizer
      26th International Conference on Nuclear Tracks in Solids (ICNTS26)
    • Place of Presentation
      神戸大学統合研究拠点コンベンションホール(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2014-09-16 – 2014-09-17
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] New Experimental Project for Study of Neutrino with Nuclear Emulsion Detector at J-PARC2014

    • Author(s)
      T. Fukuda et al (T60 group)
    • Organizer
      26th International Conference on Nuclear Tracks in Solids (ICNTS26)
    • Place of Presentation
      神戸大学統合研究拠点コンベンションホール(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2014-09-15
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子核写真乾板における自動飛跡認識技術の高度化研究2014

    • Author(s)
      福田努
    • Organizer
      2014年度日本写真学会年次大会( 進歩賞受賞講演 )
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2014-05-26
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] OPERA実験におけるタウ崩壊のバックグラウンドとなるハドロン反応の研究

    • Author(s)
      西村秋哉*, 福田努, 他OPERA実験日本グループ
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県平塚市)
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  • [Presentation] J-PARCビームを使ったエマルジョンでのニュートリノ反応の研究

    • Author(s)
      福田努*, 他東邦大学emulsion group
    • Organizer
      第二回 次世代の加速器ニュートリノ実験ワークショップ
    • Place of Presentation
      KEK東海キャンパス(茨城県那珂郡)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 長基線ニュートリノ振動実験OPERAにおけるタウニュートリノ出現

    • Author(s)
      福田努*, 他OPERA実験共同研究者
    • Organizer
      第20回 ICEPPシンポジウム
    • Place of Presentation
      岳美山荘(長野県北安曇郡)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] The OPERA Experiment and Nuclear Emulsion Technology (ポスター)

    • Author(s)
      福田努*
    • Organizer
      第二回 NINS コロキウム
    • Place of Presentation
      ヤマハリゾート「つま恋」(静岡県掛川市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Recent progress of track recognition in nuclear emulsions

    • Author(s)
      T. Fukuda* et al
    • Organizer
      International Symposium on EcoTopia Science '13
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子核乾板における新しい自動飛跡認識技術

    • Author(s)
      福田努*, 他東邦大学emulsion group
    • Organizer
      新学術領域「ニュートリノフロンティアの融合と進化」研究会
    • Place of Presentation
      クロス・ウェーブ府中(東京都府中市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 原子核写真乾板における高精度自動飛跡認識技術の開発

    • Author(s)
      福田努*, 他東邦大学emulsion group
    • Organizer
      日本写真学会秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学(京都府京都市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Evidence of Tau Neutrino Appearance in a Muon Neutrino Beam with the OPERA Experiment

    • Author(s)
      T. Fukuda* on behalf of the OPERA collaboration
    • Organizer
      International Symposium PASCOS 2013
    • Place of Presentation
      The GIS Int. Conv. Center (Taipei Taiwan)
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  • [Presentation] Detector R&D of the Emulsion Neutrino Spectrometer for future neutrino experiments (ポスター)

    • Author(s)
      T. Fukuda*, H. Shibuya, et al
    • Organizer
      International Workshop on NNN13
    • Place of Presentation
      Kavli IPMU(千葉県柏市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Automated analysis of nuclear emulsions using new tracking technique

    • Author(s)
      T. Fukuda* et al
    • Organizer
      Workshop on Nuclear Track Emulsion and its Future 2013
    • Place of Presentation
      Predeal (Romania)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of Neutrino Oscillations in the OPERA Experiment

    • Author(s)
      T. Matsuo*, T. Fukuda on behalf of the OPERA collaboration
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS
    • Place of Presentation
      Int. Conf. halls Makuhari Messe (千葉県千葉市)
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  • [Presentation] 原子核写真乾板における大角度飛跡自動認識

    • Author(s)
      福田努*, 他東邦大学emulsion group
    • Organizer
      日本写真学会年次大会
    • Place of Presentation
      千葉大学(千葉県千葉市)
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  • [Remarks] OPERA実験公式ホームページ

    • URL

      http://operaweb.lngs.infn.it/?lang=en

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  • [Remarks] プレスリリース:ニュートリノ振動存在の最終検証に成功

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      http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20150615_esi2.pdf

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  • [Remarks] 平成26年度 日本写真学会 進歩賞 受賞

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      http://www2.ph.sci.toho-u.ac.jp/ogawa/news2014.html#2014_photo_award

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Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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