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K2K実験における新型ニュートリノ検出器を用いたニュートリノ振動現象の研究

Research Project

Project/Area Number 04J00637
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics 1
Research InstitutionKyoto University
Research Fellow 山本 真平  京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsニュートリノ / ニュートリノ振動
Research Abstract

時間発展によりニュートリノフレーバーが変化するニュートリノ振動現象はこれまでに太陽および大気ニュートリノ観測等で実験的証拠が得られている。レプトンフレーバー保存則を破るこの現象の研究は素粒子標準模型を超えた新たな物理またはレプトン生成機構解明へとつながる重要な研究である。私の行うK2K実験はミューオンニュートリノビームを用いた世界初の長基線振動実験であり、時間発展前後のフラックスおよびエネルギースペクトルの比較によりミューオンニュートリノの減少・電子ニュートリノの出現を探索する。ニュートリノ振動を記述するパラメータ(ニュートリノ質量の2乗差、フレーバー間の混合角)の高精度測定によってレプトンセクターにおける混合行列の解明を行うことが本研究の目的である。
まず、本研究課題の一つである新型ニュートリノの開発導入により、ニュートリノビームの生成時のエネルギースペクトルの精密測定に成功し、大気ニュートリノで観測された振動現象を99.997%の信頼度で実証した。
また電子ニュートリノ事象の出現確率を求めることにより、実験的に未だ上限値しか与えられていないニュートリノ混合角θ_<13>の測定が行える。この探索において、これまでは中性パイ中間子の崩壊事象の電子ニュートリノ反応事象への混入することにより探索感度を悪くしていたため、解析手法の改善によるバックグラウンドの削減とその混入量の定量的評価を行った。観測された電子ニュートリノ事象候補はバックグラウンドの見積もりと同等であり、有意な信号を得られなかったが、ニュートリノ混合角θ_<13>に対してこれまでより厳しい制限sin^22θ_<13><0.26(90%信頼度)を与えた。θ_<13>においてはこれまで原子炉(反電子)ニュートリノ用いた実験でしか制限を与えられていなかったが、今回K2Kで得た結果はこれらの実験結果と矛盾しないものである。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(9 results)

All 2005 2004

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] Design, Construction, and Initial Performance of SciBar Detector in K2K Experiment2005

    • Author(s)
      S.Yamamoto et al.
    • Journal Title

      IEEE Trans.Nucl.Sci. 52

      Pages: 2992-2992

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Search for coherent charged pion production in neutrino carbon interactions2005

    • Author(s)
      M.Hasegawa et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 95

      Pages: 252301-252301

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Measurement of Atmospheric Neutrino Oscillation Parameters by Super-Kamiokande I2005

    • Author(s)
      Y.Ashie et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.D 51

      Pages: 112005-112005

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Search for nucleon decay via modes favored by supersymmetric grand unification models in Super-Kamiokande-I2005

    • Author(s)
      K.Kobayashi et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.D 72

      Pages: 52007-52007

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evidence for Muon Neutrino Oscillation in an Accelerator-Based Experiment2005

    • Author(s)
      E.Aliu, et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 94

      Pages: 81802-81802

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Search for Electron Neutrino Appearance in a 250 km Long Baseline Experiment2004

    • Author(s)
      M.H.Ahn, et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 93

      Pages: 51801-51801

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Search for Dark Matter WIMPs using Upward Through-going Muons in Super-Kamiokande2004

    • Author(s)
      S.Desai, et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.D 70

      Pages: 83523-83523

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evidence for an oscillatory signature in atmospheric neutrino oscillation2004

    • Author(s)
      Y.Ashie, et al.
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett. 93

      Pages: 101801-101801

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] The K2K SciBar detector2004

    • Author(s)
      K.Nitta et al.
    • Journal Title

      Nucl.Inst.Meth. A535

      Pages: 147-151

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-03-31   Modified: 2020-05-15  

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