2017 Fiscal Year Research-status Report
中性子信号を用いたレプトンCPおよびニュートリノ質量階層性研究への応用
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16K05372
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
奥村 公宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (70361657)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 加速器ニュートリノ / 大気ニュートリノ / ニュートリノ振動 / ガドリニウム / 中性子検出 / 反ニュートリノ識別 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、スーパーカミオカンデ(SK)の次期計画であるSK-Gdにおいて、T2K実験やSK実験などにおけるニュート リノ測定に対する物理的インパクトを研究する。SK-Gdでは硫酸ガドリニウム(Gd)をSK内の純水に0.2%溶解することにより、ニュー トリノ相互作用による反跳中性子を高効率で識別することが可能となり、特にニュートリノと反ニュートリノ反応を識別する能力が向上すると期待される。本研究では 1. モンテカルロシミュレーションを用いた詳細な中性子検出効率、および、反ニュートリノ識別能力の評価、2. ガドリニウム水による水の透過率低下、さらに、検出器性能への影響の評価、3. ニュートリノ・ 反ニュートリノ識別によるT2KおよびSK実験におけるニュートリノ振動測定に対するインパクトの研究、を行うことを計画してい る。
これらのうち平成29年度の研究実績は、2の「ガドリニウム溶解による水質変化による検出器性能への影響」、および、3の「ニュートリノ振動測定へのインパクト」について研究を行った。2の項目において、実際に試験タンクで測定されたガドリニウム水の水質データを用いてニュートリノ事象のシミュレーションを生成および事象再構成アルゴリズムを適用し、その性能を評価した結果、一部では性能の低下は見られるものの、ほとんどの部分でガドリニウム水と純水では検出器性能に違いは見られなかった。3においてはまだ途中ではあるが、ニュートリノ事象シミュレーションでガドリニウムによる中性子識別機能を組み込み、T2K実験でのニュートリノ事象での反ニュートリノ識別されたデータサンプルを用いてニュートリノ振動解析を行いつつある。これらの成果は学会などで発表された。
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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
前述の「研究実績の概要」で述べたように、この研究項目としてあげた3項目を着実に遂行しつつある。また、国内学会や国際会議などでの発表も期待以上に多く発表されており、、研究計画は計画以上に進展していると言って良い。しかしながら、研究の段階で見られたガドリニウム水でのニュートリノ事象再構成アルゴリズムで完全に対応されていない問題もあり、「（2）おおむね順調に進展している」と判断した。また物品の購入などが予定より遅れていることも（2）とした一つの理由である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に引き続き、項目3の「中性子識別によるニュートリノ振動測定へのインパクト」を研究する。また項目2の事象再構成アルゴリズムにおいて、ガドリニウム水でのミュー粒子ー電子間の粒子識別能力が低下する問題について、原因を調査し識別アルゴリズムの改良を進める予定である。また、予定された物品の購入を進める。
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| Causes of Carryover |
物品の購入を予定通り進められていないことがあげられる。今年度はシミュレーション研究などに注力し、キャリブレーション装置開発などの物品購入を進めることはできなかった。次年度にこれらの計画を進めることにしている。
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Research Products
(9 results)
