2016 Fiscal Year Annual Research Report
T2K実験の高度化によるニュートリノのCP対称性の測定
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16H06288
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
小林 隆 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, 教授 (70291317)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外山 毅 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 (30207641)
Friend Megan 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, 助教 (50649332)
HARTZ MARK 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (70721702)
多田 將 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 (00391706)
南野 彰宏 京都大学, 理学研究科, 助教 (70511674)
横山 将志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90362441)
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| Project Period (FY) |
2016-04-26 – 2021-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / CP対称性 / J-PARC / スーパーカミオカンデ / ニュートリノ振動 / 大強度陽子加速器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
T2K実験でのニュートリノCPの破れの発見にむけて、加速器、ビーム、前置検出器、そして物理解析それぞれの高度化を進めた。
加速器の高度化では、高感度２次元ビームプロファイルモニターの製作を進めた。またJ-PARCメインリングに新型コリメーターの試験機を設置し、ビームハローの理解にむけてビーム試験を始めている。ビーム位置モニターの高度化のために博士研究員を1名雇用して、測定位置精度を向上させてビーム強度の大強度化に繋げた。ビーム強度を450kWまで増強できた。
ビームの高度化では、非破壊型ビームプロファイルモニターの設計を進めた。また、加速器の高繰り返し化にむけて、新しい読み出し電子回路のプロトタイプを開発した。大強度ビームの安全な運転にむけて、電子回路上のFPGAでビーム位置を計算するモジュールを開発し、ビーム試験で評価を進めた。電磁ホーンの冷却能力向上の検討や開発を進めた。大強度ビームに対する物質の耐性を調べるためのサンプルを製造した。
前置検出器高度化に関しては，モンテカルロシミュレーションを用いて必要な性能の評価を進め，シンチレータを用いた標的部を上下からタイムプロジェクションチェンバーで挟む構造の新たな検出器を設置することを基本設計として決定した。また，新しい前置検出器の信号読み出しASICの候補であるSPIROC2Dチップを用いた信号処理回路の開発を行い，WAGASCI検出器に組み込んで実験現場での性能試験を開始した。
物理解析の高度化では、スーパーカミオカンデにおける解析手法の向上を進めている。
また2016年度夏までに蓄積したデータを解析して、90%の信頼度でニュートリノCPの破れを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ビームモニター及び飛跡検出型ニュートリノ検出器の設計検討のため、既設の装置を用いたビーム試験とそのシミュレーションの結果、当初の予想に反し、目標とするビーム測定精度を達成するためには設 計の変更が必要であることが明らかになった。そのため平成 28 年度後半に再びビーム試験とシミュレーショ ンを用いた設計のさらなる最適化を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
加速器の高度化では、２次元プロファイルモニター装置を製作し、加速器にインストールする。博士研究員が主体となり、ビーム位置モニターの高度化にむけて信号処理回路の試作、検証を行う。散乱体・コリメーターペアによりビームハロー削除効果及びビームロス局所化が向上することを検証し、さらなる大強度化を進める。
ビームの高度化では、非破壊型ビームプロファイルモニターのプロトタイプの製作を進める。電磁ホーンの冷却能力向上にむけた開発を進める。また、大強度ビームに対する物質の耐性を調べるため、サンプルを用いた放射線損傷測定を行う。
前置検出器高度化の技術設計を確定させ，検出器の建設に向けて要素開発を進める。
解析の高度化では、スーパーカミオカンデにおいて新しい解析手法を用いたときの系統誤差などを評価して、その適用を行い、また蓄積した全データをもちいて高い感度でのCPの破れの検証を進める。
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