2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the Neutrino Frontier by an accelerator neutrino beam
| Project Area | Unification and Development of the Neutrino Science Frontier |
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| Project/Area Number |
25105002
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中家 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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, 准教授 (30378575)
市川 温子 京都大学, 理学研究科, 准教授 (50353371)
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, 教授 (70225449)
清矢 良浩 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (80251031)
南野 彰宏 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (70511674)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 加速器 / 素粒子実験 / 粒子計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニュートリノにおけるCP対称性の研究に向け、陽子加速器J-PARCとT2Kニュートリノビームの大強度化に向けた開発、ニュートリノ振動の感度向上のための系統誤差の改善、そしてニュートリノ振動パラメータの精密測定、を進めてきた。
平成29年度は、高統計のニュートリノデータを使って、ニュートリノ振動パラメータθ23、θ13、Δm2、δCPの同時測定を行った。特にδCPの測定結果はその値が～-π/2ラジアンと決まり、CP対称性が95%の有意度で破れている兆候を観測した。高統計のニュートリノデータの取得は、J-PARC加速器の大強度（500kW）運転が実現したこと、そしてその大強度陽子ビームによるニュートリノビームの生成が行えたこと、スーパーカミオカンデの事象構成プログラムの改善により検出効率が20%増加したこと、により実現できた。さらに、陽子ビームパラメータの測定とCERN NA61実験のハドロン生成断面積の精密測定により、ニュートリノビームフラックスを高精度で予測し、ビーム起因の系統誤差が改善した。
以上に加えて、ミューオンモニターの高電圧化の実現による安定したニュートリノビームのモニタリングが可能となり、更に新しいタイプのミューオンモニターの試験にも成功した。ニュートリノ反応の系統誤差を改善するために、新型ニュートリノ測定器を製作し、水標的におけるニュートリノ反応断面積を高精度（4%の精度）で測定した。その結果、水におけるニュートリノ反応の理解が進展し、ニュートリノ振動解析での系統誤差を5%のレベルに改善することができた。
以上の結果を総合し、最終的にニュートリノにおけるCPの破れの兆候を95%以上の有意度で観測することに成功した。また、ニュートリノ振動パラメータθ23を世界性高精度の6%で測定し、質量２乗差Δm2を2.6%の精度で決定した。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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