| 研究領域 | 地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05807
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
関谷 洋之 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90402768)
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| 研究分担者 |
坂口 綾 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00526254)
竹内 康雄 神戸大学, 理学研究科, 教授 (60272522)
鈴木 良一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 首席研究員 (80357300)
高久 雄一 筑波大学, 数理物質系, 研究員 (40715497)
伊藤 慎太郎 岡山大学, 自然科学研究科, 特別研究員(PD) (40780549)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
218,530千円 (直接経費: 168,100千円、間接経費: 50,430千円)
2023年度: 47,840千円 (直接経費: 36,800千円、間接経費: 11,040千円)
2022年度: 51,220千円 (直接経費: 39,400千円、間接経費: 11,820千円)
2021年度: 49,920千円 (直接経費: 38,400千円、間接経費: 11,520千円)
2020年度: 35,620千円 (直接経費: 27,400千円、間接経費: 8,220千円)
2019年度: 33,930千円 (直接経費: 26,100千円、間接経費: 7,830千円)
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| キーワード | 宇宙史 / 超新星爆発 / ニュートリノ / 低放射能技術 / 星形成 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
スーパーカミオカンデの純水中にガドリニウムをこれまで以上に導入することにより、電子ニュートリノの反物質である反電子ニュートリノへの感度を飛躍的に高める。それにより、過去の超新星爆発で発せられた反電子ニュートリノを世界で初検出することを目指す。超新星爆発は、宇宙の進化の過程において、重元素を作り出す主要なプロセスの一つであると考えられており、超新星爆発の歴史にせまることで、現在の宇宙の姿や生命の起源についての根源的な問いにアプローチする。
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| 研究成果の概要 |
スーパーカミオカンデを電子ニュートリノと反電子ニュートリノを区別できるようにアップグレードを果たし、反電子ニュートリノによる超新星背景ニュートリノ探索を世界最高感度で実施した。その結果、超新星背景ニュートリノの検出には至らなかったが、期待通りに超新星背景ニュートリノのフラックスに対し、世界でも最も厳しい制限を付けることに成功した。また、超新星爆発発生時のニュートリノを検出することで超新星爆発の方向を決定する精度が向上した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水チェレンコフ検出器の純水に硫酸ガドリニウムを溶かすことによって、中性子を非常に効率的に検出できること、電子ニュートリノによる反応と反電子ニュートリノによる反応を区別できるようになることを実証した。このことはニュートリノ観測にとどまらず、暗黒物質探索などの素粒子実験へ波及効果が見込まれるし、すでに利用されている。
そして超新星背景ニュートリノ探索において、超新星爆発の温度が高いと予想する、いくつかの理論に制限を付けた。このことは、超新星爆発の発生を待つことなく、過去の超新星爆発を発掘するという、いわばニュートリノを用いた考古学的な手法を開拓したことになる。
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