2020 Fiscal Year Annual Research Report
Precise Measurements of Neutrino Cross Sections on the water target with the Emulsion detector
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18H03701
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中家 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 努 名古屋大学, 高等研究院(理), 特任助教 (10444390)
中平 武 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 (30378575)
早戸 良成 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (60321535)
三角 尚治 日本大学, 生産工学部, 准教授 (80408947)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 反応断面積 / 原子核乾板 / 素粒子実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、加速器ニュートリノビームを使ったニュートリノ振動実験の感度向上のために、その主要な系統誤差であるニュートリノ原子核反応を正確に理解することである。特に、T2K実験のニュートリノ測定器スーパーカミオカンデの標的である水とニュートリノの反応断面積を高精度で測定することを目標とする。この目標に向け、原子核乾板を積層構造に組み、その間に水を挿入したニュートリノ反応標的を開発したNINJA実験を行う。本年度は最終年度であり、取得したデータの物理解析とその研究発表を中心に行った。物理解析では、ニュートリノ反応からの飛跡を再構成し、ニュートリノ反応点で発生した荷電粒子数を測定した。荷電粒子の発生数はニュートリノ原子核反応形式を識別するための重要な測定量である（例：荷電カレント準弾性散乱は陽子とミューオンの２本、荷電カレント１π生成反応は陽子、ミューオン、πの３本等）。次に、荷電粒子の飛跡の粒子識別を行う。荷電粒子の運動量は、多重クーロン散乱を使って測定する。一連の解析プログラムを完成させ、ニュートリノと水の反応の結果を論文に発表した。この結果では、本研究でしか到達できない運動量200MeV/cの陽子の観測に成功した。ニュートリノ原子核反応の理解には、低運動量閾値での測定が決定的に重要であり、他の実験にはできないユニークな結果である。さらに、機械学習による多変数解析を実現し、本研究の最終目標であったニュートリノによる2p2h反応への実験感度を調べた。2p2h反応の解析は注意深く行う必要があり。もう少し時間がかかる予定である。
水標的の解析と並行して、鉄標的におけるニュートリノ反応も解析し、その結果を論文に発表した。また独立に、T2K実験のデータを使ってニュートリノ反応の解析を行い、ニュートリノ原子核反応断面積の新しい測定結果を発表した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
ニュートリノ解説用のマンガ：
https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/nucosmos/files/NC-pamph.pdf
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Research Products
(26 results)
