2014 Fiscal Year Annual Research Report
飛行時間を使ったニュートリノの質量絶対値に関する直接測定
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24654077
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
丸山 和純 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 (80375401)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 質量 / 直接測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ニュートリノの飛行時間のエネルギー依存性を測定することによって、ニュートリノの質量を直接的に探索するものである。まず一つの飛行時間の測定例としてＴ２Ｋ実験で、２９５ｋｍの距離をニュートリノが飛行した際の飛行時間エネルギー依存性を解析し、ミューニュートリノの質量が２．４ＭｅＶ以下であることを示した。（論文[1]、ＰＲＤに投稿中）。これは、現在のＰＤＧのミューニュートリノの質量直接測定の上限値に肉薄する結果をＰＤＧに掲載されている方法と全く独立の方法で質量直接探索を行ったものであり、これからの展開にも期待できることを示した。
その後、飛行時間測定精度を上げるためにどのような方法があるかを検討し、その実践を行った。まず、地球規模で離れたニュートリノ生成（Ｔ２Ｋの場合は、茨城県東海村）と検出地点（Ｔ２Ｋの場合は岐阜県神岡町）の同時性を保証するＧＰＳシステムを新しくし、その較正を静止衛星を使って行った。注；ＮＩＣＴ研究所との共同研究（備考欄のＵＲＬ等を参照のこと）。結果として、新しいＧＰＳシステムを使えば、数ns以下の精度で茨城県東海村と岐阜県神岡町の同時性を保証することが可能であることを示した。更に、ニュートリノ生成ビームラインの時間測定に関連する機器の精密な較正を行い、3ns以下程度の精度でニュートリノ生成時間を理解できるようにした（論文を準備中）。このように、ニュートリノ生成部分と地球規模で離れた数１００ｋｍでのＧＰＳを使った同時性の部分は５ns以下の精度での測定・較正が可能であることを本研究は示した。
最後に、本研究にどのような発展性があるかの検討も行った。ニュートリノのエネルギーを下げる、飛行距離を増加する、発生・検出時間の精度を上げる等の方法があることを理解した。そのうち、電子ビームで数１０ＭｅＶ電子ニュートリノを作成する方法を検討した。
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| Remarks |
ＮＩＣＴ研究所と共同で行ったＧＰＳ機器の精密較正測定の結果はEFTFという会議のポスターとして発表（上記のＵＲＬの7083番の発表）。ＩＥＥＥのプロシーディングとしても発表する予定。
hep-ex に投稿した論文は、現在ＰＲＤに同時に投稿中。
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Research Products
(2 results)
