2017 Fiscal Year Annual Research Report
Design of Majorana neutrino mass spectroscopy experiments
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17H02895
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
吉村 太彦 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 教授 (70108447)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 実 大阪大学, 理学研究科, 助教 (70273729)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マヨラナニュートリノ / ニュートリノ質量混合 / 宇宙背景ニュートリノ / 中性子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画では、ニュートリノ振動実験の成果を踏まえて、重要性のました、ニュートリノの未解決な問題を総括的に取り組む実験プロジェクトの推進にむけた理論整備を行う。されとともに、関連する新たな実験手法の開発に取り組む。初年度で得られた成果は、１．ニュートリノ質量分光実験にとって障害となる、雑音の除去に関連して、photonic crystal 内に標的原子を配する実験を創案し、雑音のレベルを定量的に評価した。２．励起されたイオンを周回させてレーザーを照射すると、照射方向に大量のガンマ線ビームが発生する。このガンマ線を使って核天文学、大強度中性子源、などの新たな基礎物理実験手段が得られることを解明した。3．ニュートリノ質量分光に類似の過程として暗黒物質候補のアクシオン探索が可能かどうか、理論的な評価を行った。特に、強誘電体的磁性体(Multi-ferroics)が有力な候補物質であることを明らかにした。４．ミューオン原子が基礎物理解明に寄与できるかを研究し、ニュートリノ生成を含む種々の過程の評価を行った。5．ニュートリノ質量分光を固体環境で行う手法の一つとして、フラーレン内包法をシミュレーション、予備実験の観点から東工大、近畿大、理研の研究者と推進した。６．ニュートリノ質量分光の標的候補を画期的に拡大するには、パリティが偶の関係にある新たな原子の探索が不可欠である。東工大、東洋大の原子物理の理論家との共同研究を推進した。
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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
１、ニュートリノ質料分光を固体環境で実現するための、有力手段として適切な標的をフラーレンに内包する研究をシミュレーションと実験双方で開発している。東工大、近畿大、理研の研究者と1，2月に一度の頻度でミーティングを行い、イオン源からの予備標的内包を試みた。適切な原子、イオン源の取り出しなどで成果をえた。 ２、ニュートリノ質料分光の候補原子として、パリティが偶の関係にある、励起状態を第1原理から計算するグループを東工大、東邦大、マルメ大学の原子物理計算家とともに立ち上げ、計算の準備を整えた。 ３、ニュートリノ質料分光に対するQEDバックグランドの除去をフォトニック結晶を使い低減する手法を見出した。大阪大学、京都大学の理論物理学者との共同研究成果である。 ４、ニュートリノ対探索とともに、暗黒物質候補のアクシオンを原子物理の実験により探索できることを見出し、理論論文を発表した。
５、ニュートリノ質料分光の標的として磁性体を使う新たな手法の理論研究を推進し、論文を作成中である。
６、イオンを加速しレーザー照射することにより放出されるガンマ線はその強度が現存のあらゆるガンマ線源より数桁大きく、天体核分光、新たな中性子源等の広範囲の応用を秘める。理研、ＫＥＫらの研究者とともにそのパイロット実験を立ち上げ、開発研究を推進している。
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| Strategy for Future Research Activity |
国内外の共同、連携研究協力者との共同研究を今まで以上に推進して、大学研究室規模の施設・装置を使った研究の確立を目指す。現在までに、KEK, 理研、東工大、スウェーデンマルメ大学、近畿大学、東邦大学、早稲田大学、大阪大学、京都大学、新潟大学の研究者と複数のネットワーク研究事業を立ち上げ、定期的な研究活動を展開してきた。この活動は順調に進展しており、この方向でさらに頑張る。
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[Presentation] Neutrino mass spectroscopy2017
Author(s)
M. Yoshimura
Organizer
"Particle Physics in the Year of 25th Anniversary of Lomonosov Conferences", (Moscow State University, August 24-30, 2017)
Int'l Joint Research / Invited
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