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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Exploration of the Symmetry in Particle Physics with an Accelerator Neutrino Beam

Planned Research

Project AreaExploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos
Project/Area Number 18H05537
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中家 剛  京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福田 努  名古屋大学, 高等研究院(理), 特任助教 (10444390)
中平 武  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, 教授 (30378575)
小関 忠  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 施設長 (70225449)
清矢 良浩  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (80251031)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywordsニュートリノ / CP対称性 / 加速器
Outline of Annual Research Achievements

J-PARC加速器は当初目標の750kWのビーム強度を2023年に達成した。また、新たに「16電極ピックアップ型非破壊ビームモニター」を完成させビーム診断を実施した。ニュートリノ反応の不定性を削減するために、新しい方法でニュートリノ反応断面積を測定した。T2K実験ND280検出器を使って、“Transverse Kinematic Imbalance”という量をπ中間子生成反応で測定し、原子核効果を検証した。また、原子核乾板を使った新しい実験NINJAを立ち上げ、ニュートリノ反応のエネルギー依存性まで含めた測定を実現した。原子核乾板の採用により、これまでの検出器では観測できなかった低エネルギー陽子を高い効率で検出することに成功している。ニュートリノ振動解析においては、A01班との共同研究のもと、有効体積の拡充と多粒子生成事象の活用することで、測定の感度を向上させた。ニュートリノ振動解析で、ニュートリノと反ニュートリノのデータを解析し、CPが破れている兆候を発見し論文に発表した。その結果、CPが破れていないδCPの値を2σ(95%)の有意度で排除し、sin2θ23=0.53+0.03-0.04と測定した。さらに、データを追加し、2022年のニュートリノ国際会議で最新結果を更新した。T2K実験と独立に新たに立ち上げたNINJA実験では、ニュートリノ反応における生成粒子の多重度を測定することでニュートリノ反応を研究した。その結果は、後方に放出される低エネルギーのπ中間子に理論予想との違いが見えており興味深い結果となっている。ニュートリノと水における荷電カレント反応を検出し、μ粒子の運動量再構成法を改良し、より高精度な測定を可能とした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

ニュートリノ解説用のマンガ:
https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/nucosmos/files/NC-pamph.pdf

  • Research Products

    (91 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (73 results) (of which Int'l Joint Research: 19 results,  Invited: 5 results) Remarks (5 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] UC Irvine/Boston University/U. Collorado(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      UC Irvine/Boston University/U. Collorado
    • # of Other Institutions
      9
  • [Int'l Joint Research] TRIUMF/York/U. Victoria(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      TRIUMF/York/U. Victoria
    • # of Other Institutions
      5
  • [Int'l Joint Research] INFN, U.Bari/INFN,U.Napoli/INFN,U.Padova(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      INFN, U.Bari/INFN,U.Napoli/INFN,U.Padova
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research] IFJ PAN, Cracow/NCBJ, Warsaw/U. Silesia, Katowice(ポーランド)

    • Country Name
      POLAND
    • Counterpart Institution
      IFJ PAN, Cracow/NCBJ, Warsaw/U. Silesia, Katowice
    • # of Other Institutions
      3
  • [Int'l Joint Research] ETH Zurich/U. Geneva/CERN(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      ETH Zurich/U. Geneva/CERN
    • # of Other Institutions
      1
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      6
  • [Journal Article] Momentum reconstruction of charged particles using multiple Coulomb scatterings in a nuclear emulsion detector2022

    • Author(s)
      T. Odagawa, T. Nakaya, F. Fukuda, T. Kikawa et al. ( NINJA collaboration)
    • Journal Title

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      Volume: 2022 Pages: 113H01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac139

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurements of protons and charged pions emitted from numu charged-current interactions on iron at a mean neutrino energy of 1.49 GeV using a nuclear emulsion detector2022

    • Author(s)
      T. Oshima, T. Nakaya, F. Fukuda, T. Kikawa et al. ( NINJA collaboration)
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 106 Pages: 32016

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.032016

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Wide angle acceptance and high-speed track recognition in nuclear emulsion2022

    • Author(s)
      Y. Suzuki, F. Fukuda et al.
    • Journal Title

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      Volume: 2022 Pages: 063H01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac076

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Design and performance of a scintillation tracker for track matching in nuclear-emulsion-based neutrino interaction measurement2022

    • Author(s)
      T. Odagawa, T. Nakaya, F. Fukuda, T. Kikawa et al. ( NINJA collaboration)
    • Journal Title

      Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A

      Volume: 1034 Pages: 166775

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.166775

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

    • Author(s)
      T. Nakaya, T. Nakadaira, Y. Seiya, T. Kikawa et al. ( T2K collaboration)
    • Journal Title

      JINST

      Volume: 17 Pages: P10028

    • DOI

      10.1088/1748-0221/17/10/P10028

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Impedance reduction by a SiC-loaded flange and its application to the J-PARC main ring septum magnet2022

    • Author(s)
      A. Kobayashi, T. Koseki et al
    • Journal Title

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      Volume: 1031 Pages: 166515

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.166515

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] NINJA実験における1 GeV領域の反ニュートリノ-鉄荷電カレント反応の測定結果2023

    • Author(s)
      大島 仁
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] NINJA実験・物理ランにおけるニュートリノ反応の解析状況2023

    • Author(s)
      霞 綺花
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] ニュートリノ反応精密測定実験 NINJA の次期物理ラン E71b の準備状況2023

    • Author(s)
      松尾 友和
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 大粒子ハロゲン化銀結晶を用いた原子核乾板におけるリフレッシュ性能の改良2023

    • Author(s)
      広部 大和
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] NINJA実験に用いる新型大粒子乳剤のスキャンデータによる評価2023

    • Author(s)
      小林 春輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] NINJA実験の陽電子ビーム試験において垂直照射を行った原子核乾板の厚さの違いによる解析精度の評価2023

    • Author(s)
      伊藤 俊
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] NINJA E71b実験へ向けた原子核乾板飛跡の時間情報付与装置LES2の開発状況2023

    • Author(s)
      河原 剛義
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K実験ミューオンモニターに用いる 電子増倍管の電子ビームによる性能評価2023

    • Author(s)
      川村 悠馬
    • Organizer
      ELPH シンポジウム 2023
  • [Presentation] T2K ミューオンモニター用電子増倍管のビームテストで用いるビームプロファイル 測定用 64 素子フォトダイオードアレイの較正2023

    • Author(s)
      川村 悠馬
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K 実験 WAGASCI 検出器のフロントエンドエレクトロニクスの入力電荷量に対する線形性評価2023

    • Author(s)
      工藤悠仁
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Performance test of Multi-Pixel Photon Counters for Super-Fine Grained Detector of T2K2023

    • Author(s)
      Yoshimi Yoshimoto
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 将来のニュートリノ振動実験に向けた計算効率の高い統計解析手法の提案2023

    • Author(s)
      Lukas Berns
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [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
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K実験前置ニュートリノ検出器WAGASCIの時間分解能向上に向けたファームウェア開発2023

    • Author(s)
      永井恒輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] 汎用MPPC読み出し用ASICからの時間情報取得のためのTDC実装とその評価2023

    • Author(s)
      有元 隼太
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] ニュートリノ反応の精密測定に向けた水ベース液体シンチレータのビームテストによる性能評価2023

    • Author(s)
      恩田 直人
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K実験新前置検出器建設過程におけるケーブル接続・遮光確認システムの開発と運用2023

    • Author(s)
      對馬 拓実
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K実験新型前置検出器を用いた電子ニュートリノ事象選別のための反応点再構成手法の開発2023

    • Author(s)
      小林北斗
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K新型前置検出器における電子ニュートリノ事象選択のための粒子識別手法の改善2023

    • Author(s)
      冲永和平
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K実験における陽子ビーム大強度化に向けたビームインターロックモジュールの開発2023

    • Author(s)
      平船精大
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] T2K実験新前置検出器における波長変換ファイバーの品質試験2023

    • Author(s)
      川上 将輝
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] J-PARC MR におけるイントラバンチ・フィードバックの加速中のビーム同期2023

    • Author(s)
      吉村 宣倖
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Neutrino Interaction research with Nuclear emulsion and J-PARC Accelerator : NINJA experiment2022

    • Author(s)
      T. Fukuda
    • Organizer
      XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of neutrino-water interactions using nuclear emulsion detectors2022

    • Author(s)
      T. Odagawa
    • Organizer
      XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of numu charged current interactions on iron using a nuclear emulsion detector in the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      H. Oshima
    • Organizer
      XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      T. Odagawa
    • Organizer
      NuFact 2022: The 23rd International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Current analysis status of the first physical run of the experiment2022

    • Author(s)
      A. Kasumi
    • Organizer
      The 21st international workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN22)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of numubar charged-current interactions on iron using a nuclear emulsion detector in the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      H. Oshima
    • Organizer
      The 21st international workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN22)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of numu and numu-bar charged-current interactions on iron using a nuclear emulsion detector in the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      A. Minamino
    • Organizer
      NuInt 2022 - 13th International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few GeV Regions
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Status of Neutrino-Water interaction measurements in the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      T. Fukuda
    • Organizer
      NuInt 2022 - 13th International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few GeV Regions
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Precise measurement of Neutrino Interactions at J-PARC in the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      T. Fukuda
    • Organizer
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] New muon monitor for J-PARC neutrino experiment2022

    • Author(s)
      T. Honjo
    • Organizer
      The 23nd International Workshop on Neutrinos from Accelerators (NuFact2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Near detector analysis using simulated data sets to test the robustness of the neutrino interac5on model used in the T2K oscilla5on analysis2022

    • Author(s)
      S. Kuribayashi
    • Organizer
      XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Construction of a New Scintillation Tracker in T2K Experiment2022

    • Author(s)
      M. Kawaue
    • Organizer
      NuFact 2022: The 23rd International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] T2K oscillation analysis results2022

    • Author(s)
      K. Yasutome
    • Organizer
      NuFact 2022: The 23rd International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quality Control of Wavelength Shifting Fibers during Assembly for a New T2K Near Detector SuperFGD2022

    • Author(s)
      M. Kawaue
    • Organizer
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of calibration method of the new near detector SuperFGD in the T2K experiment using cosmic muons2022

    • Author(s)
      S. Kodama
    • Organizer
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A study of applications of neutron capture signal for the T2K experiment2022

    • Author(s)
      S. Tairafune
    • Organizer
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement in PID methods for selecting electron neutrino events in the upgraded near detector of T2K2022

    • Author(s)
      W. Okinaga
    • Organizer
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recent results and future prospects from the T2K experiment2022

    • Author(s)
      T. Kikawa
    • Organizer
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Update of beam coupling impedance evaluation by the stretched-wire method2022

    • Author(s)
      T. Toyama
    • Organizer
      IPAC2022 (13th International Particle Accelerator Conference)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] NINJA実験物理ランにおける水標的ECCの解析2022

    • Author(s)
      霞 綺花
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] NINJA 実験物理ランにおけるニュートリノ-水反応由来の荷電粒子の測定2022

    • Author(s)
      小田川 高大
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] NINJA実験:ニュートリノと重水の反応断面積測定におけるシンチレーショントラッカーによる荷電粒子の飛跡への時間情報の付与2022

    • Author(s)
      守山 新星
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] ニュートリノ反応測定に用いる原子核乾板との飛跡接続用の新型高位置分解能シンチレータ検出器2022

    • Author(s)
      木河 達也
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] NINJA実験・次期物理ランにおける新型自動飛跡読み取り装置HTS2の開発及び性能評価2022

    • Author(s)
      渡辺 祐仁
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] NINJA実験物理ランにおける電子ニュートリノ反応解析手法の開発2022

    • Author(s)
      霞 綺花
    • Organizer
      第10回高エネルギー物理春の学校
  • [Presentation] 原子核乾板を用いた時間情報付与装置2022

    • Author(s)
      河原 剛義
    • Organizer
      第10回高エネルギー物理春の学校
  • [Presentation] 大粒子ハロゲン化銀結晶を用いた原子核乾板におけるリフレッシュ性能の改良2022

    • Author(s)
      小林 春輝
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] Analysis status of the water target ECC in the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      霞 綺花
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] Recent status of the NINJA experiment2022

    • Author(s)
      T. Odagawa
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] _粒_ハロゲン化銀結晶を_いた原_核乾板におけるリフレッシュ性能の改良2022

    • Author(s)
      広部 大和
    • Organizer
      画像関連学会連合会第8回秋季大会
  • [Presentation] ニュートリノ精密測定実験NINJAに_いる_粒_乳剤原_核乾板の性能2022

    • Author(s)
      森元 祐介
    • Organizer
      画像関連学会連合会第8回秋季大会
  • [Presentation] 原_核乾板・__度スキャン技術の開発とそれを_いたニュートリノ研究2022

    • Author(s)
      福田 努
    • Organizer
      画像関連学会連合会第8回秋季大会
  • [Presentation] J-PARC MR におけるイントラバンチ・フィードバックのシステム更新のための評価2022

    • Author(s)
      吉村 宣倖
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] J-PARC MRの16電極ビームモニターの開発の現状と展望2022

    • Author(s)
      李 耀漢
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] The latest result from the T2K experiment2022

    • Author(s)
      安留健嗣
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [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
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験におけるニュートリノフラックス計算精度向上のためのハドロン生成に関する研究2022

    • Author(s)
      白石悠樹
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験における中性子タグを用いたニュートリノ振動解析2022

    • Author(s)
      平船精大
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] 新開発の汎用MPPC読み出しASICの評価とニュートリノ実験での使用の検討2022

    • Author(s)
      有元 隼太
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] ニュートリノ反応の精密測定に向けた水ベース液体シンチレータの開発2022

    • Author(s)
      浅野 有香
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験新前置検出器のための遮光が不要な波長変換ファイバー試験システムの開発2022

    • Author(s)
      川上 将輝
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験WAGASCI検出器のフロントエンドエレクトロニクスの改良2022

    • Author(s)
      永井恒輝
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験における新型前置検出器SuperFGDの宇宙線を用いた時間分解能等に関する較正手法の開発2022

    • Author(s)
      児玉将馬
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験次期ミューオンモニター性能評価のための遷移放射光による電子ビームプロファイル測定2022

    • Author(s)
      笠間奏平
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] T2K実験最新結果と加速器ニュートリノの展望2022

    • Author(s)
      ウェンデル ロジャー
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [Presentation] J-PARC MR におけるイントラバンチ・フィードバックのシステム更新のための評価2022

    • Author(s)
      吉村 宣倖
    • Organizer
      第19回 日本加速器学会年会
  • [Presentation] Development of Fiber QC System for a New Near Detector in T2K Experiment2022

    • Author(s)
      川上 将輝
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] Beam Test for Water-base Liquid Scintillator2022

    • Author(s)
      恩田 直人
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] Development of Cable Connection and Light Shielding Test System for Super FGD Assembly2022

    • Author(s)
      對馬 拓実
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] Understanding frequentist properties of oscillation parameter constraints with a simple model2022

    • Author(s)
      Lukas Berns
    • Organizer
      2022年度新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
  • [Presentation] J-PARC MR バンチ内フィードバックシステムの現状調査とアップグレード計画2022

    • Author(s)
      吉村 宣倖
    • Organizer
      計測システム研究会2022@J-PARC
  • [Remarks] ニュートリノで拓く素粒子と宇宙

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/nucosmos/index.html

  • [Remarks] T2K実験ホームページ

    • URL

      https://t2k-experiment.org

  • [Remarks] ニュートリノ反応精密測定実験 NINJA

    • URL

      https://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/ninja/

  • [Remarks] スーパーカミオカンデ

    • URL

      http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/

  • [Remarks] J-PARC

    • URL

      http://j-parc.jp/c/index.html

  • [Funded Workshop] International Conference on the Physics of the Two Infinities2023

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Published: 2024-12-25  

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