Development of neutrino detector for sterile neutrino search

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H03967
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 末包 文彦 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (10196678)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 和純 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 (80375401)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: neutrino / sterile neutrino / JSNS

Outline of Annual Research Achievements

2018, 2019年度は本研究の最終年度にあたる．本研究による成果を利用し，JSNS2ステライルニュートリノ検出器の開発と制作は無事終了した．今後は，検出器を実験施設に移動し，液体シンチレーターを入れ，実験場に設置後データ収集を開始する段階に来ている．　以下具体的な研究実績を示す．
(1) アクリルタンクとステンレスタンクの基本設計を終え，それを元に制作が行われた．また光電子増倍管支持装置の設計と制作を終え，ステンレスタンクの内部に設置した．
(2)フランスのダブルショー実験で使用していた10インチ光電子増倍管，フラッシュADC，高電圧発生回路，フロントエンドエレクトロニクスなどを，現地に赴き解体・回収し，日本に輸送し，JSNS2検出器のために利用した．　光電子増倍管のアッセンブルやキャリブレーションなどを行った．エレクトロニクス装置のテスト及び調整を行い，信号検出読み出しシステムを構築した．広いダイナミックレンジを得るため，1つの光電子増倍管あたり，アンプとフラッシュADCを高ゲインと低ゲインの2セットで読み出すシステムを構築した．
(3) 液体シンチレーター取り扱いのための基本システムや安全システムの設計を行い，必要な装置を購入し，テストなどを行った．また，液体シンチレーターの長期保存による性能の変化の測定を行なった．
(4) 査読付論文３編(内，東北大博士課程学生が筆頭著者となる論文２編），国際会議発表５件，国内学会発表7件など．

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Remarks

一般記事：
2019年12月29日：日経新聞朝刊のサイエンス面に暗黒物質に迫る実験の一つとして紹介．
2019年1月7日：　 日経新聞朝刊に「今年始まる注目実験の１つ」として実験が紹介．

Research Products

• [Int'l Joint Research] Seoul Natl. U./Chonnam National University, Gwangju/Sungkyunkwan University, Suwon(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: Seoul Natl. U./Chonnam National University, Gwangju/Sungkyunkwan University, Suwon
  • # of Other Institutions: 4
• [Int'l Joint Research] Univ. of Michigan,/Univ. of Florida,/University of Alabama(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Univ. of Michigan,/Univ. of Florida,/University of Alabama
  • # of Other Institutions: 2
• [Int'l Joint Research] Sussex Univ.(英国)
  • Country Name: UNITED KINGDOM
  • Counterpart Institution: Sussex Univ.
• [Journal Article] Production and optical properties of liquid scinatillator for the JSNS2 experiment (2019)
  • Author(s): J.S.Park, S.Y.Kim, C.Rott, D.H. Lee, D.Jung, F.Suekane, H.Furuta, H.I.Jangm H.K.Jeon, I.Yu, J.H.Choi, J.S.Jang, K.K.Joo, K.W.Ju, M.Pac, P.J.Gwak, S.B.Kim, S.Hasegawa, S.H.Jeon, T.Maruyama, R.Ujiie, Y.Hino and Y.s.Park
  • Journal Title: JINST Volume: 14 Pages: T09010
  • DOI: https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/09/T09010
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Aging study of Gd concentration in LAB-based Gd loaded liquid scintillator exposed to passivated stainless steel (2019)
  • Author(s): Y. Hino, H. Furuta, F. Suekane
  • Journal Title: JINST Volume: 14 Pages: P09007
  • DOI: https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/09/P09007
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Stainless steel tank production and tests for the JSNS2 neutrino detector (2019)
  • Author(s): Y. Hino, H. Furuta, S. Hasegawa, T. Maruyama, K. Nishikawa, J.S. Park, F. Suekane, Y. Sugaya
  • Journal Title: JINST Volume: 14 Pages: T09001
  • DOI: https://doi.org/10.1088/1748-0221/14/09/T09001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Review of Accelerator-Based Sterile Neutrino Searches (2019)
  • Author(s): T.Maruyama
  • Organizer: J-PARC symposium, @Tokai, Japan
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Sterile Neutrino Search at J-PARC MLF (2019)
  • Author(s): T.Maruyama
  • Organizer: Erice School/Workshop, @Erice/Sicily, (Italy)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Status of JSNS2 Experiment (2019)
  • Author(s): F.Suekane
  • Organizer: NuFACT 2019, @Daegu, Korea
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 標準理論を超えるステライルニュートリノの探索 (2019)
  • Author(s): 末包文彦
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会(2019.3) シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] ニュートリノ振動：東北大の研究を中心として (2019)
  • Author(s): 末包文彦
  • Organizer: 東北大学 物理学専攻コロキウム
  • Invited
• [Presentation] J-PARC MLFの静止崩壊ニュートリノによるν-原子核反応測定の可能性 (2019)
  • Author(s): 末包文彦
  • Organizer: 「ニュートリノ原子核反応とニュートリノ相互作用」研究会
• [Presentation] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 2 (2019)
  • Author(s): 日野陽太
  • Organizer: 日本物理学会年次大会 九州大学 2019年3月
• [Presentation] Sterile neutrino search experiment at J-PARC MLF (JSNS2, J-PARC E56)-3 (2019)
  • Author(s): 桑田和樹
  • Organizer: 日本物理学会年次大会 九州大学 2019年3月
• [Presentation] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 2 (2019)
  • Author(s): 日野陽太
  • Organizer: 日本物理学会 2019年秋季大会
• [Presentation] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験JSNS2 (J-PARC E56) (2019)
  • Author(s): 日野陽太
  • Organizer: Flavor Physics Workshop 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Review of the sterile neutrino searches (2018)
  • Author(s): T.Maruyama
  • Organizer: DBD2018, Hawaii
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 2 (2018)
  • Author(s): 日野陽太
  • Organizer: 日本物理学会2018年秋季大会
• [Book] Cross T&T 第62号 (2019)
  • Author(s): 丸山和純
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 一般財団法人 総合科学研究機構
• [Book] CYRIC annual report (2018)
  • Author(s): Furuta H., Hino Y., Bezerra T.J.C., Chauveau E., Kiryu S., Narazaki T., Sharankova R., and Suekane F.
  • Total Pages: 5
  • Publisher: 東北大学ラジオアイソトープセンター
• [Remarks] J-PARC MLF中性子源を用いたステライルニュートリノ探索
  • URL: http://research.kek.jp/group/mlfnu/