2016 Fiscal Year Annual Research Report
カムランド禅での世界最高感度のニュートリノレス２重ベータ崩壊の探索研究
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25220704
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
白井 淳平 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (90171032)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / ２重ベータ崩壊 / カムランド禅 / 液体シンチレータ / キセノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の期間を含むカムランド禅実験の全データの解析を行い136Xe核の０νββの崩壊半減期に対して＞1.07×10^26年を与えた。これは世界のどの探索実験をも凌ぐ厳しい制限である。この結果は学術雑誌に掲載され、申請者によりニュートリノ物理国際会議（Neutrino2016、ロンドン）で発表され注目を浴びた。また本研究計画で克服すべき４種のバックグラウンド（110mAg, 214Bi, 10C, 136Xe2νββ）の内、支配的であった110mAgが液体シンチレータおよびキセノンの蒸留純化によりほぼ完全に消滅し、その他のバックグラウンドについても定量的な解明に成功した。これにより本計画で行う新型ミニバルーンの導入が実現すればマヨラナニュートリノ有効質量の逆階層領域に初めて踏み込む超高感度の探索が可能になることが明らかとなった。
以上の解析上の成果に加え、ハードウェア面では懸案であった外水槽チェレンコフ検出器の光センサー（旧カミオカンデ実験の２０インチ光電子増倍管(PMT)）の撤去と新型２０インチPMTへのとりかえ、そして赤道部の感度向上を施した一連の再建作業が終了し、宇宙線ミュー粒子の検出感度が大きく向上した。引き続き新型ミニバルーン（２倍の体積でよりクリーンな）のカムランド検出器への投入、設置を予定通り行った。しかし残念ながらキセノン導入直前にミニバルーンにリークがあることが判明し、これを検出器から回収撤去しリーク箇所を精査し、トラブルの主たる原因が溶着方法（加熱方法）であることを突き止め改善策を検討した。一方データ解析の結果、新型ミニバルーンの清浄度が以前に比べ３倍向上したことが確認された。これをふまえ新型ミニバルーンの再製作を行うことを決断し、本計画を終了させるとともに、新規採択された基盤研究Ａ（平成２９～３２年度）として研究を進めることを決定した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Search for Majorana Neutrinos Near the Inverted Mass Hierarchy Region with KamLAND-Zen2016
Author(s)
A.Gando, Y.Gando, T.Hachiya, A.Hayashi, S.Hayashida, H.Ikeda, K.Inoue, K.Ishidoshiro, Y.Karino, M.Koga, S.Matsuda, T.Mitsui, K.Nakamura, S.Obara, T.Oura, H.Ozaki, I.Shimizu, Y.Shirahata, J.Shirai, A.Suzuki, 他 KamLAND-Zen Collaboration
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Journal Title
Physical Review Letters
Volume: 117
Pages: 082503-1~6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] KamLAND-Zen2017
Author(s)
白井淳平
Organizer
XVII International Workshop on Neutrino Telescopes
Place of Presentation
Palazzo Franchetti", the “Istituto Veneto di Scienze, Lettere ed Arti, Venice（イタリア）
Year and Date
2017-03-15
Int'l Joint Research / Invited
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