2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Unification and Development of the Neutrino Science Frontier |
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| Project/Area Number |
25105005
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
吉田 滋 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00272518)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奥村 公宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (70361657)
間瀬 圭一 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (80400810)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 宇宙線 / 素粒子実験 / 南極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
IceCube実験による TeV-PeV 領域における宇宙ニュートリノ同定解析を実施した。外層の検出器をveto検出器として機能させることで大気由来雑音を大幅に削減し、エネルギー閾値を10TeV領域に下げることに成功した結果、大気由来雑音事象に比して 5.7σ の優位性で宇宙ニュートリノ信号の卓越を検出した。この成果を基に、TeV-PeV 領域の感度を向上させる次世代検出器のデザイン及びコンセプト試験用のプロトタイプ検出器を製作した。宇宙ニュートリノ同定解析での経験から、大気ミューオン・ニュートリノのveto能力が鍵となることを考慮し、チェレンコフ光子入射角に依存しない検出効率を持つ検出器モジュールをデザインし、プトロタイプ検出器は紫外光領域で現IceCube実験検出器に比して4倍の光子検出効率を持つことを実証した。
宇宙ニュートリノ探索・測定において雑音事象である大気ニュートリノは、それ自体素粒子としてのニュートリノの物理に知見を与える重要な観測対象である。測定技法開発を 全データの10% にあたる sample を試験的に使って開発中である。100GeV - 100 TeV という広いエネルギー領域をカバーする測定を実現するための基礎的なアルゴリズムを開発した。モデル関数をデータにフィットすることで、エネルギー分解能の幅を吸収する手法であり、有効に機能することが分かった。この方法を軸に、大気ニュートリノ測定の解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
TeV-PeV宇宙ニュートリノ同定は、当初の予定より早く進展し、計画時の目標であった、TeV-PeV にかけての高エネルギー宇宙ニュートリノの有意度5σ 以上での発見、流量、スペクトル測定の実現を今年度に達成することができた。このため、次期計画における新型検出器の基礎研究を前倒しで進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
TeV-PeV 領域の宇宙ニュートリノ解析、次世代新型検出器の開発、及び大気ニュートリノ測定の3本柱で研究を今後も推進していく。
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