2015 Fiscal Year Research-status Report
ニュートリノ実験によるMeVスケール領域の新物理の探索
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15K17654
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
下村 崇 宮崎大学, 教育文化学部, 准教授 (00447278)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 宇宙ニュートリノ / 軽いゲージ粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在進行中のIceCube実験によって400TeVから1PeVの領域の宇宙ニュートリノのフラックスが理論値よりも少ない可能性があることが報告されている。この結果は、400TeVよりも低いエネルギーに対するフラックスが理論値と矛盾が無いことから、ニュートリノに未知の相互作用が存在し得る事を示唆していると考えることができる。
そこで本研究では、10MeV程度の質量を持つ軽いゲージ粒子によるニュートリノ間の新たな相互作用を仮定する事で、フラックスの減少を実際に説明し得る事を明らかにした。また、ミュー粒子の異常磁気能率の測定値と理論の予言値からのずれも以前から報告されており、この二つのずれを新たなゲージ粒子で同時に説明出来るパラメーター領域を明らかにした。これにより軽いゲージ粒子によるニュートリノ間の相互作用が素粒子物理学の標準模型を超える新たな物理法則である可能性をより具体的に示す事ができた。さらに上記のパラメーター領域をより精度よく決定するため、より精密な解析を行った。これらの研究結果を論文として出版した。
一方で、ニュートリノ三重生成過程による軽いゲージ粒子の発見可能性に関しての研究も並行して行った。この研究はまだ論文として纏めていないが、三重生成過程の反応断面積のニュートリノのエネルギー依存性を計算し、その結果をもとにニュートリノのエネルギーが低い程、発見可能性が高くなる事を明らかにしている。これにより、宇宙ニュートリノのフラックスの減少を地上実験で検証するための理論的準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2014年10月に現職に就いたため、新たな講義の準備や学内業務に追われ研究時間を十分に確保できなかった。特に2015年の前期は担当講義数も多く、委員会も増えたため研究時間が当初の予定より大幅に削られた。この理由から当初の予定通りに研究が進まず、ニュートリノ三重生成過程の解析が少し遅れている。しかし、もう一つの研究テーマである宇宙ニュートリノのフラックスの減少に関する研究は、より詳細な解析が終わっていることから概ね順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も1)IceCube実験から示唆されるニュートリノフラックスの減少を説明する物理法則に関する研究、と2)ニュートリノ三重生成過程による軽い質量を持つ粒子の発見可能性に関する研究、の二つを行っていく。
1)に関しては、既に研究を行っている10MeV程度のゲージ粒子に対して、その質量の起源を説明するように拡張する。その際、ニュートリノの質量と混合の起源も同時に説明出来るように模型を構築する。具体的には線形シーソー機構での模型構築の可能性を追求する。
2)ニュートリノ三重生成過程に関しては、反応によって生成されるミュー粒子対のエネルギー分布と角度分布を調べ、標準模型と新粒子が存在する場合での違いを明らかにする。それに新粒子を発見するの必要なニュートリノエネルギー、統計、検出精度を見極める。
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