将来のCP対称性の測定に向けた新しいビーム強度測定器の開発

• Project Area: New Developments of Flavor Physics
• Project/Area Number: 22011011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 坂下 健 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (50435616)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2011: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2010: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ニュートリノ振動実験 / CP対称性の破れ / 強度検出器

Research Abstract

本研究の目的は、J-PARCで行われているニュートリノ振動実験(T2K実験)を発展させた将来の実験での「ニュートリノでの粒子・反粒子対称性(CP対称性)の破れ」の発見感度の向上である。本研究では、将来のCP対称性の破れの測定実験に向けて、新しいビーム強度測定器の開発を行い、T2K実験でニュートリノ(反ニュートリノ)ビーム中の反ニュートリノ(ニュートリノ)の割合を間接的に測定して、これまでのハドロン生成分布の測定結果と合わせてニュートリノや反ニュートリノビームの組成の違いを小さな不定性で求める事で目的の達成を目指す。
今年度は、これまでの測定から得られたニュートリノや反ニュートリノの親粒子(ハドロン)の生成分布を用いて、ニュートリノ・反ニュートリノの生成シミュレーションを行い、ビーム中のニュートリノや反ニュートリノ成分の割合を実験データに基づいて見積もった。
本研究課題で開発する測定器は、ニュートリノ生成の際に同時に生成される正電荷ミューオンと、反ニュートリノ生成の際に生成される負電荷ミューオンの収量の差を測定する。この収量やミューオン以外の粒子の収量についても、実験データに基づいて詳細な見積もり評価を行った。
今後は、ビームラインへの設置を進めて、ニュートリノビーム、反ニュートリノビームでの測定を行い、ハドロン生成分布に基づく見積もりとの比較を行い、理解を進めていく。

Research Products

• [Journal Article] The T2K Neutrino Flux Prediction (2013)
  • Author(s): K.Abe, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • Journal Title: Physical Review Volume: D87 Issue: 1 Pages: 12001-12001
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.019902
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pion emission from the T2K replica target: method, results and application (2013)
  • Author(s): N.Abgrall, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • Journal Title: Nucl. Instrum. Meth Volume: A701 Pages: 99-99
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.10.079
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First Muon-Neutrino Disappearance Study with an Off-Axis Beam (2012)
  • Author(s): K.Abe, et al
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 85 Pages: 31103-31103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of Production Properties of Positively Charged Kaons in Proton-Carbon Interactions at 31 GeV/c (2012)
  • Author(s): N.Abgrall, et al
  • Journal Title: Physical Review C Volume: 85 Pages: 35210-35210
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First muon-neutrino disappearance study with an off-axis beam (2011)
  • Author(s): K.Abe, et al.(T2K Collaboration)
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 85 Issue: 3 Pages: 31103-31110
  • DOI: 10.1103/physrevd.85.031103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-produced Off-axis Muon Neutrino Beam (2011)
  • Author(s): K.Abe, et al
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 107 Pages: 41801-41801
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurements of Cross Sections and Charged Pion Spectra in Proton-Carbon Interactions at 31 GeV/c (2011)
  • Author(s): N.Abgrall, et.al.
  • Journal Title: CERN-PH-EP-2011 Volume: 005 Pages: 1-27
• [Presentation] Results from T2K (2012)
  • Author(s): 坂下健
  • Organizer: 国際会議ICHEP2012
  • Place of Presentation: オーストラリアメルボルン(招待講演)
  • Year and Date: 2012-07-05
• [Presentation] Present and future neutrino beam at J-PARC (2011)
  • Author(s): 坂下健
  • Organizer: NNN2011
  • Place of Presentation: スイス・チューリッヒ(招待講演)
  • Year and Date: 2011-11-09
• [Presentation] Super Beams (2010)
  • Author(s): 坂下健
  • Organizer: Neutrino2010
  • Place of Presentation: ギリシャ・アテネ(招待講演)
  • Year and Date: 2010-06-15