A Double Beta Decay Experiment using a High Resolution Drift Chamber

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 26287048
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: Kakuno Hidekazu 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (70376698)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 住吉 孝行 首都大学東京, 理学研究科, 客員教授 (30154628) ; 石原 信弘 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (50044780) ; 岩瀬 広 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教 (00469876)
• Research Collaborator: KATO Yoshiaki
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 二重ベータ崩壊 / ニュートリノ / マヨラナ性 / 飛跡検出器

Outline of Final Research Achievements

The neutronoless mode of the double beta decay occurs only if the neutrino is a Majonara particle. We develop a new experimental device toward a search for neutrinoless double beta decay. We utilize a drift chamber to obtain full kinematical information of two beta rays. Using these kinamatical information, we can separate signals from backgrouds. In this study, we develop third generation device. We developed and tested the drift chamber at KEK and TMU. Although we could not start the double beta decay experiment in time, we confirmed that the developed drift chamber works as expected using cosmic rays; we could reconstruct three-dimensional tracks from cosmic rays.

Free Research Field

素粒子物理学実験

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で探求した実験手法が確立され、もしニュートリノレス二重ベータ崩壊が発見され、ニュートリノがマヨラナ粒子であることが証明された場合には、本手法で得ることができるベータ線の間の角相関の情報を用いて、さらにニュートリノレス二重ベータ崩壊に寄与する新物理の候補を絞り込むことができる。また、ニュートリノレス二重ベータ崩壊が世界各地の実験で発見されない状況においては、ニュートリノレス４重ベータ崩壊の探索を通して、逆にニュートリノがディラック粒子であることを積極的に証明できる可能性がある。本研究課題の成果はそれらに向けた一歩である。