2014 Fiscal Year Annual Research Report
大気ニュートリノを用いた質量階層構造の研究と次世代研究フロンティアの発展
| Project Area | Unification and Development of the Neutrino Science Frontier |
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| Project/Area Number |
25105004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
塩澤 真人 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (70272523)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 州 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20243298)
早戸 良成 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (60321535)
横山 将志 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (90362441)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 核子崩壊 / ニュートリノ天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、大気ニュートリノを用いた質量階層構造等のニュートリノ振動研究と、次世代基幹実験実現のための準備研究を行う。前者では「スーパーカミオカンデ」検出器において取得された高統計かつ高精度の大気ニュートリノ観測データを用いて、ニュートリノの質量階層構造の世界最高感度での研究と世代間混合の精密測定を行う。さらに後者では、次世代ニュートリノ検出器「ハイパーカミオカンデ」のための要素開発と実証試験を行う。本研究で目指すニュートリノの質量階層構造の解明は、次世代実験ハイパーカミオカンデにおける粒子・反粒子対称性の破れの発見の可能性を高め、二重ベータ崩壊実験によるニュートリノのディラック／マヨラナ性の決定可能性を明らかにする、将来の研究の重要な礎となる。
大気ニュートリノ研究では、スーパーカミオカンデにおけるニュートリノ反応の観測データから事象の情報を引き出すためのアルゴリズムの新規開発を行ってきた。特にスーパーカミオカンデの実際の宇宙線データを用いた性能評価と系統誤差の評価を行い、最適化を行った。
並行してハイパーカミオカンデ実験実現に向けた要素開発と設計最適化を進めた。より安価かつ高性能の光検出器の実現は建設費低減のために必須であり、量子効率と構造設計を改良した高感度光電子増倍管の開発を進めた。試作品の性能評価を行い、現行実験スーパーカミオカンデで用いている光センサーに比較して、約２倍の高感度を達成していることを確認した。また耐水圧性能の試験も行い、今後の設計最適化に用いるデータを取得した。さらにその他ハイパーカミオカンデ実験の要素開発を進めてきた。またハイパーカミオカンデホームページとリーフレットを製作し、広く社会や国民への広報を推進した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高エネルギー大気ニュートリノ事象のための新規再校正アルゴリズムの開発は当初の計画通りに進められた。ハイパーカミオカンデ実験計画のための要素開発もおおむね計画通りにすすめることができた。特に要の要素となる高感度・高性能光センサーに関しては、現行スーパーカミオカンデ実験の光センサーに比較して、飛躍的な性能向上が達成され、大きな進展となった。またホームページやリーフレットを製作し、社会や国民への広報活動も推進した。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画研究の進展はおおむね順調であり、今後も当初計画に沿って進めていく。
高エネルギー大気ニュートリノ事象のための新規再校正アルゴリズムの開発に関しては、大気ニュートリノの疑似データ（計算機シミュレーション）を用いた性能評価と最適化に着手する。また系統誤差の評価も本格化させ、ニュートリノの質量階層性等の振動研究の準備を進める。一方で、ハイパーカミオカンデ実験計画のための光センサーを始めとする要素開発を継続しつつ、実験設計全体の包括的な設計をまとめる。
平成２９年度に行うハイパーカミオカンデ要素の実証試験の詳細計画作りにも取り組む。
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