2019 Fiscal Year Research-status Report
Search for neutrino-less quadruple beta decay and electron capture with liquid xenon detector
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18K03669
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
市村 晃一 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (80600064)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ニュートリノ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度においては、昨年度日本物理学会で発表したキセノン136の4重ベータ崩壊反応についての論文の執筆を行った。この論文については現在投稿に向けた改訂をXMASS実験グループ内でおこなっている。
またもう一つの探索目標である、Q値が573 keVのキセノン124の4重電子捕獲事象探索のための解析とシミュレーションを行っている。当該年度において東京大学情報基盤センターのOakbridge、Oakforestスーパーコンピュータシステムを活用し、これまでのXMASS実験の解析でのバックグラウンドシミュレーションのエネルギー上限値が300 keVまでであったのを、エネルギー上限値を無くしたシミュレーションについて、XMASSでのデータ取得期間である約1600日のデータに対応するバックグラウンドシミュレーションデータを作成した。特に液体キセノンに含まれるビスマス214、鉛214、クリプトン85などの放射性不純物については詳細に評価するために統計量を10倍の16000日分に対応するシミュレーションデータの作成を完了した。
この1600日間のシミュレーションデータと実験データの比較により、上記キセノン124の4重電子捕獲事象が探索可能になっただけでなく、XMASSの全期間を用いた暗黒探索や、これまでXMASS実験で探索していなかったキセノン124のニュートリノを放出しないベータ+電子捕獲反応事象などの数百keV以上の高エネルギー領域のデータ解析が可能になった。
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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
研究実績の概要でも述べたようにキセノン136の4重ベータ崩壊事象探索に関しての論文執筆については、当初当該年度で投稿予定であったため、やや遅れているものの第1稿は執筆完了し、現在投稿に向けた改訂をXMASS実験グループ内でおこなっている。
Q値が573 keVのキセノン124の4重電子捕獲事象探索においては計画で考えていたOakforestスーパーコンピューターシステムだけでなく、当該年度より利用可能となったOakbridgeスーパーコンピューターシステムを活用することが出来、予定よりも早くバックグラウンドシミュレーションデータを作成できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、キセノン136の4重ベータ崩壊事象探索についての論文を投稿するのと並行してキセノン124の4重電子捕獲事象を探索する。スーパーコンピューターシステムで生成したバックグラウンド事象のエネルギースペクトルを用いてXMASS実験で取得したエネルギースペクトルのフィッティングを行い、有意なピークがあるかと、無い場合は半減期についての上限値を得る。
結果について物理学会などでの発表や論文の投稿を行う。
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