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原子核乾板ハイブリッド検出器によるニュートリノ反応断面積の精密測定

Publicly Offered Research

Project AreaUnification and Development of the Neutrino Science Frontier
Project/Area Number 16H00873
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

小川 了  東邦大学, 理学部, 教授 (10256761)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsニュートリノ / 反応断面積 / エマルション / 原子核乾板
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、2014年10月にJ-PARCのニュートリノ実験施設におけるテスト実験として採択されたT60実験の60kg鉄ECCの反ニュートリノビーム照射データを中心に解析を進めた。原子核乾板検出器であるECCは、OPERA実験をはじめとするニュートリノ実験に使われてきたが、高統計の反応断面積測定には使われた実績が無い。原子核乾板中の飛跡の情報を最大限に用いることにより、高効率で低バックグラウンドの測定を実現し、精密な反応断面積測定を実現する。
原子核乾板は、蓄積型の検出器であることから、宇宙線などのバックグラウンドの低減には、飛跡への時間情報を付与する必要がある。T60実験では、エマルションマルチステージシフターにより時間情報を付与するが、飛跡の再構成が1/24終了しており、これを用いたハイブリッド解析を行った。まだ、統計が十分では無いが、少なくとも1本の飛跡がINGRIDと対応が付くことを要求することにより、低多重度の反応まで解析が可能となり、バイアスの小さい解析が可能となっている。並行してECC中の反応点と飛跡情報のみによるニュートリノ反応の検出を進めている。この解析では、反応点からの飛跡数を増やせばバックグランドを減らすことは可能であるが、反応断面積の測定には多重度の少ないニュートリノ反応の検出が不可欠である。ニュートリノ反応の特徴であるECC中から始まる飛跡に対し、飛跡の再構成時に切断された低運動量の飛跡がバックグラウンドとして混入する原因が分かってきており、ニュートリノ-鉄反応断面積測定としてまとめられる予定である。
2017年度は、研究補助員の森元と大学院生の大島が中心となって、データ解析を進めた。成果は、9月と3月の物理学会で報告された。解析の状況および今後の展望は国際会議において小川が報告した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] First neutrino detection with nuclear emulsion at J-PARC neutrino beamline2017

    • Author(s)
      Tsutomu Fukuda, Shoji Mikado, Yusuke Morimoto, Satoru Ogawa, Hiroshi Oshima, Hiroshi Shibuya et al. (NINJA)
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 063C02 Issue: 6 Pages: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx077

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] First demonstration of an emulsion multi-stage shifter for accelerator neutrino experiments in J-PARC T602017

    • Author(s)
      Kyohei Yamada, Shoji Mikado, Yusuke Morimoto, Satoru Ogawa, Hiroshi Oshima, Hiroshi Shibuya et al. (NINJA)
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 063H02 Issue: 6 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx083

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] NINJA実験におけるニュートリノ-鉄荷電カレント反応の解析2018

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉄ECC中の飛跡によるニュートリノ反応の研究2018

    • Author(s)
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of Neutrino and anti-neutrino interactions on Iron using emulsion hybrid detector2018

    • Author(s)
      小川了
    • Organizer
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティアの融合と進化」国際会議
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC T60実験のニュートリノ反応点の詳細解析2017

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC T60実験におけるミューニュートリノ荷電カレント反応の研究2017

    • Author(s)
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-17
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] NINJA実験におけるニュートリノ-鉄反応の詳細解析2017

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] NINJA実験における反ニュートリノ荷電カレント反応のハイブリッド解析2017

    • Author(s)
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of neutrino-nucleus interactions with nuclear emulsion at J-PARC2016

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      HINT2016 (The international workshop on future potential of high intensity accelerators for particle and nuclear physics)
    • Place of Presentation
      いばらき量子ビーム研究センター(茨城県・那珂郡)
    • Year and Date
      2016-12-05
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Detailed study of neutrino-nucleus interactions using nuclear emulsion at J-PARC (T60 experiment)2016

    • Author(s)
      小川了
    • Organizer
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2016
    • Place of Presentation
      山代温泉 ゆのくに天祥(富山県加賀市)
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] J-PARC T60 - Study of neutrino-nucleus interactions with nuclear emulsion at J-PARC2016

    • Author(s)
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会 2016
    • Place of Presentation
      山代温泉 ゆのくに天祥(富山県加賀市)
    • Year and Date
      2016-11-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] J-PARCにおける原子核乾板を用いたニュートリノ実験2016

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      画像関連学会連合会第3回秋季大会
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学松ヶ崎キャンパス(京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-11-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC T60 - Study of neutrino-nucleus interactions with nuclear emulsion at J-PARC2016

    • Author(s)
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      Asia-Europe-Pacific School of High Energy Physics 2016,University of Chinese Academy of Sciences
    • Place of Presentation
      The International Conference Centre on the Yanqihu Campus, University of the Chinese Academy of Sciences(China, Beijing)
    • Year and Date
      2016-10-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] J-PARC T60における水標的検出器の飛跡解析2016

    • Author(s)
      松尾友和、渋谷寛、小川了、森元祐介、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県・宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 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ビーム照射実験T60の解析報告2016

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県・宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 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2016

    • Author(s)
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • Organizer
      2016年度写真学会年次大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学すずかけ台キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 東邦大学 教育・研究データベース

    • URL

      http://www.toho-u.ac.jp/kenkyu_db/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 東邦大学理学部物理学科

    • URL

      http://www.sci.toho-u.ac.jp/ph/lab/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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