次世代の加速器を利用したニュートリノ実験の可能性の探究

• 研究課題/領域番号: 07740196
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 長谷川 琢哉 東北大学, ・理学部, 助手 (40261549)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: ニュートリノ / 陽子シンクロトロン / タウニュートリノ

研究概要

本研究は次世代の高エネルギー陽子シンクロトロンを用いてニュートリノ散乱実験をおこなった場合、どのような物理研究が可能であり、その研究が現在までの素粒子物理学の知見にどのような影響を及ぼすか考察することを目標とした。近い将来世界各地で新しい陽子シンクロトロンの建設、または従来からある陽子シンクロトロンのの改良が予定されている。これらの加速器の陽子ビームからニュートリノビームを生成した場合、既存のものに比べて1桁高いエネルギー、しかも非常に強度の高いビームを得ることが出来る。この条件を利用すればニュートリノ種を限定した実験,新ニュートリノ種での実験、大粒子束でのナロ-バンドビーム(比較的エネルギーの揃ったニュートリノ束)実験等の手法を用いて未検索領域での物理測定が可能である。
一例として、τニュートリノの精密測定および長基底での他ニュートリノ種からτニュートリノへのニュートリノ振動検索実験は、素粒子の世代間のユニバーサリティー、ニュートリノの質量を探る大切な実験である。この実験を行うには、まだ確率されていない、τニュートリノ反応事象判別手法が必要とされる。判別には、荷電流相互作用で生じたτの崩壊点を事象毎に決定すること、荷電流相互作用で生じたτの崩壊二次粒子の種類と運動量を決定することが必要となる。一方ニュートリノ実験を行う時は、事象数を多くするため、できるだけ質量の大きな測定器を用意する必要がある。限られた財源で、上記実験を実現するためには、核要請をどこ迄取り入れる必要があるか、さらなる検討が必要となる。