2015 Fiscal Year Annual Research Report
ニュートリノ混合行列の究明に向けたニュートリノ―原子核反応断面積の精密測定
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26247034
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
横山 将志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (90362441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南野 彰宏 京都大学, 理学研究科, 助教 (70511674)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 反応断面積 / 素粒子物理 / 粒子検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，T2K長基線ニュートリノ振動実験でのニュートリノ振動測定の系統誤差を削減するために，荷電カレント反応の包括的断面積測定を行う新しい検出器を開発し，標的原子核の違いによる反応断面積の差を約3%の精度で測定することである。これまでに，米国フェルミ研究所と協力して新たなプラスチックシンチレータを開発し，また浜松ホトニクスと協力して光検出器MPPCの開発を行ってきた。これらの測定器要素の試験を行い，性能が達成されていることを確認した。特に，MPPCに関しては1,000個以上の全素子の性能試験を行い，較正用の基礎データを取得した。
また，標的部検出器の実寸大プロトタイプを製作し，J-PARC加速器施設のニュートリノ前置検出器ホールに設置してニュートリノ反応断面積の測定を行うための準備として宇宙線を用いた性能試験および約1000チャンネルの較正を行った。プロトタイプ検出器の制作で得た経験は検出器の設計に反映し，組み立て時に波長変換ファイバーを損傷しないよう構造を修正した。
最終的な検出器のための信号読み出し回路の開発を，フランス・エコールポリテクニク大学のグループと協力して進め，当初は設計より雑音が大きいなどの問題はあったものの原因究明後修正を行うことで開発を完了し，量産を開始した。
今後，フルスペックの検出器を製作し，ニュートリノ反応断面積の測定を行って系統誤差を削減し，T2K実験でのニュートリノ振動測定の精度を向上させることを目指す。
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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
光検出器MPPCの全数試験やプロトタイプ検出器の建設は予定通りの進展があり，ニュートリノ反応断面積の予備測定に向けて研究が進んでいる。フルスペック検出器に向けた信号読み出し回路の開発では，雑音が設計時の想定よりも大きいという問題があったが，修正を行うことで解決し要求性能を満たす回路の開発を完了することができた。他の部分の開発・製作を並行して進めているため検出器製作の全体スケジュールに大きな遅れはなく，おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロトタイプ検出器をJ-PARCに設置して，ニュートリノ反応断面積の予備測定を行う。また，フルスペック検出器の製作を行い，信号読み出し回路と組み合わせて総合試験を行う。複数の測定器による測定を組み合わせてニュートリノ反応断面積に対し最大限の情報を得られる解析方法の開発を行い，T2K実験の系統誤差削減に向けた研究を進める。
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