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大気ニュートリノ中のミューニュートリノ欠損の解明(副題:ニュートリノ質量の起源について)

研究課題

研究課題/領域番号 03101002
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

戸塚 洋二  東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40011712)

研究分担者 中畑 雅行  東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (70192672)
鈴木 厚人  東北大学, 理学部, 教授 (00100818)
宮野 和政  新潟大学, 理学部, 教授 (10011529)
西川 公一郎  東京大学, 原子核研究所, 助教授 (60198439)
梶田 隆章  東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (40185773)
研究期間 (年度) 1991 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
240,000千円 (直接経費: 240,000千円)
1994年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
1993年度: 20,000千円 (直接経費: 20,000千円)
1992年度: 120,000千円 (直接経費: 120,000千円)
1991年度: 80,000千円 (直接経費: 80,000千円)
キーワード大気ニュートリノ / ニュートリノ振動 / ミューニュートリノ / 電子ニュートリノ / タウニュートリノ / ニュートリノ質量 / タウニュートリノ質量 / ニュートリノ / ニュ-トリノ / 大気ニュ-トリノ / ミュ-ニュ-トリノ / ニュ-トリノ質量
研究概要

本年度は、大気ニュートリノ中のミューニュートリノ欠損を確かめるビーム実験の最後のデータ収集を行った。データは順調に取得され成功のうちに実験は終了した。引き続いてビーム実験のデータ解析を行った。解析の結果、電子とミュー粒子の識別能力は約98%であった。これは今まで計算機シミュレーションにより予想していた値と一致し、大気ニュートリノ中のミューニュートリノ欠損が粒子識別等の解析の間違いではなく、ニュートリノ振動等の物理現象であることが判明した。
一方、カミオカンデでの大気ニュートリノのデータ収集は順調に行われた。全データ量は予定通り本特別推進研究を始めたとき2倍になった。1GeV領域で電子ニュートリノを基準としてミューニュートリノの反応数を理論値と比べると、測定値は理論値の0.60±0.055(統計誤差)±0.05(系統誤差)となり、ミューニュートリノ欠損の統計的有為さは当初の目標通り約5シグマとなった。
本年度はさらに数GeV領域の大気ニュートリノデータの解析も行い、このエネルギー領域でもミューニュートリノ欠損が存在することを確認した。またこのエネルギー領域の大気ニュートリノデータの天頂角分布は上下非対象であることを発見し、これはニュートリノ振動を仮定すればうまく説明できることを確認した。
以上の実験及び観測により、大気ニュートリノデータを説明するためにはニュートリノ振動を考える必要があるという結論に達した。このとき、ミューまたはタウニュートリノの質量は、0.1eVを仮定した場合に最もうまくデータを再現する。

報告書

(5件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] K.S.Hirata,et al.: "Observation of a small atmospheric νμ/νe ratio in kamiokande" Physics Letters B. 280. 146-152 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.W.Beier,et al: "Survey of atmospheric neutrino data and implications for neutrino mass and mixing" Physics Letters B. 283. 446-453 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Totsuka: "Solar and Atmospheric Neutrinos Observed at Kamiokande" Nuclear Physics B. 28A. 67-74 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Totsuka: "Atmospheric Neutrinos--Updated Results--" Nuclear Physics B. 31. 428-437 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Fukuda et al: "Atmospheric νμ/νe ratio in the multi-GeV energe range" Physics Letters B. 335. 237-245 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 戸塚洋二: "素粒子物理" 岩波書店, 218 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Suzuki et al: "Physics and Astrophysics of Neutrinos" Springer-Verlag, 934 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.S.Hirata, et al.: "Observation of a Small Atmospheric nu_<mu>/nue Ratio in Kamiokande" Physics Letters B. 280. 146-152 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.W.Beier, et al.: "Survey of atmospheric neutrino data and impkications for neutrino mass and mixing" Physics Letters B. 283. 446-453 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Totsuka: "Solar and Atomspheric Neutrinos observed at Kamiokande" Nuclear Physics B. 28A. 67-74 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Totsuka: "Atmospheric Neutrinos-Updated Results-" Nuclear Phsics B. 31. 428-437 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Fukuda, et al.: "Atmospheric nu_<mu>/nue Ratio in the Multi-GeV Energy Range" Physics Letters B. 335. 237-245 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Totsuka: High-Energy Physics. Iwanami, 218 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A Suzuki and M.Fukugita: Physics and Astrophysics of Neutrinos. Springer-Verlag, 934 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Fukuda et al.: "Atmospheric νμ/νe ratio in the multi-GeV energe range" Physics LettersB. 335. 237-245 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Fukuda et al: "Search for low-energy neutrinos from galactic gamma-ray sources" The AstroophysicaI Journal. 435. 225-229 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nishikawa: "The Atmospheric Neutrino anomaly at Kamiokande" Nuclear Physics. (発表予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mori et al.: "Search for Neutralino Dark Matter in Kamiokande" Physical Review. (発表予定).

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suzuki et al.: "Study of invisivle nucleon decay,n→eυυ,and a forbidden nuclear transition in the Kamiokande detector" Physics Letters B. 311. 357-361 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] K.S.Hirata et al.,: "Observation of a sinall atmospheric Vm/Ve ratio in Kamiokande" Physics Letters B. 280. 146-152 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] E.B.Beier et al.: "Survey of atmospheric neutrino data and implications for neutrino mass and mixing" Physics Letters B. 283. 446-453 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] M.Mori et al.,: "A limit on massive neutrino dark matter from kamiokande" Physics Letters B. 289. 463-469 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.S.Hirata: "Observation of a Small Atmospheric Vμ/Ve Ratio in Kamiokande." Physics Letters B. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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