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T2K実験におけるニュートリノ振動の精密測定

研究課題

研究課題/領域番号 14F04326
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関京都大学

研究代表者

中家 剛  京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)

研究分担者 CAO SON  京都大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
CAO Son  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードニュートリノ / ニュートリノ振動 / CP対称性の破れ / T2K実験 / スーパーカミオカンデ / 前置ニュートリノ検出器 / ニュートリノ反応 / 大気ニュートリノ
研究実績の概要

本研究では、反ニュートリノビームデータ合計7.5E20陽子分とニュートリノビームデータ合計7.5E20陽子分を使って、ニュートリノ振動におけるCPの破れのパラメータδCPを世界最高精度で測定した。その結果は、90%の信頼度で-3.13<δCP (ラジアン)<-0.39 [ニュートリノ質量が順階層の場合]、-2.09<δCP (ラジアン)<-0.74 [逆階層の場合]で、CP対称性が破れている(δCP≠0)ことを示唆していた。この結果は、英国ロンドンで開催されたニュートリノ国際会議NEUTRINO2016やシカゴで開催された高エネルギー物理学の国際会議ICHEP2016で発表し、素粒子物理学分野の2016年のハイライトとして大きく取り上げられた。結果は論文にまとめてPhysical Review Letters誌に投稿し受理された。
また、ニュートリノ振動の精密測定のために、ニュートリノ・原子核の反応の研究を進めた。具体的には、荷電カレントコヒーレントπ生成反応の測定に成功し、こちらもPhysical Review Letters誌に掲載された。
以上の結果を出すに当たり、外国人特別研究員のSon CAO氏はニュートリノビームモニターINGRIDグループのリーダとして長期間J-PARCに滞在し、実験を主導し、データ収集において重要な役割を担った。また、物理解析においても、系統誤差を正確に評価しCP対称性の破れの研究を進め、目覚ましい活躍をした。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Boston U./U.C. Irvine/U. Rochester(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Imperial C. London/Queen Mary U. London/Oxford U.(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF/U. British Columbia/Toronto U.(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] CEA Saclay/IPN Lyon/LPNHE Paris(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] U. Bari/U. Roma/U. Padova(イタリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Combined Analysis of Neutrino and Antineutrino Oscillations at T2K2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya, M. Yokoyama and the T2K Collaboration
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 118 号: 15 ページ: 151801-151801

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.151801

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First measurement of the muon neutrino charged current single pion production cross section on water with the T2K near detector2017

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya, M. Yokoyama and the T2K Collaboration
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 95 号: 1 ページ: 012010-012010

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.012010

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of Coherent π+ Production in Low Energy Neutrino-Carbon Scattering2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya, M. Shiozawa, T. Maruyama and the T2K collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review letters

      巻: 117 号: 19 ページ: 192501-192501

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.192501

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of double-differential muon neutrino charged-current interactions on C8H8 without pions in the final state using the T2K off-axis beam2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya, M. Yokoyama and the T2K Collaboration
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 93 号: 11 ページ: 112012-112012

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.112012

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of Muon Antineutrino Oscillations with an Accelerator-Produced Off-Axis Beam2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya, M. Yokoyama and the T2K Collaboration
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 116 号: 18 ページ: 181801-181801

    • DOI

      10.1103/physrevlett.116.181801

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Status and Prospect of Recent Neutrino Experiments ― Exploring CP violation ―2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya
    • 学会等名
      Invisibles 16 Workshop
    • 発表場所
      Padova, Italy
    • 年月日
      2016-09-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino physics with accelerators: a long term vision2016

    • 著者名/発表者名
      Son CAO
    • 学会等名
      NuFACT2016
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Neutrino Experimental Program in the Years 2020-20402016

    • 著者名/発表者名
      T. Nakaya
    • 学会等名
      NuFACT2016
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino Oscillation Physics Potential of a Possible Extension of the T2K Experiment2016

    • 著者名/発表者名
      Son CAO
    • 学会等名
      ICHEP2016
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent neutrino oscillation results from T2K2016

    • 著者名/発表者名
      Son CAO
    • 学会等名
      PASCOS2016
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutrino Oscillation Physics Potential of A Possible Extension of The T2K Experiment2016

    • 著者名/発表者名
      Son Van Cao
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Charged-Current Pion Production in T2K2015

    • 著者名/発表者名
      Son Van Cao
    • 学会等名
      10th International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few-GeV Region (NuINT 2015)
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A search for the $\nu_{\mu}$-induced charged-current coherent pion production with the T2K Proton Module2015

    • 著者名/発表者名
      Son Van Cao
    • 学会等名
      Future Potential of High Intensity Proton Accelerator for Particle and Nuclear Physics 2015 (HINT 2015)
    • 発表場所
      Ibaraki, Japan
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A search for the νμ-induced charged-current coherent pion production with the T2K Proton Module2015

    • 著者名/発表者名
      Son Van Cao
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] カミオカンデとニュートリノ2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木厚人 監修(中家 剛 共著)
    • 総ページ数
      178
    • 出版者
      丸善出版
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 京都ニュートリノグループ実績

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/Neutrino/gyoseki/gyoseki.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] T2K実験グループ

    • URL

      http://t2k-experiment.org/ja/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ハイパーカミオカンデ

    • URL

      http://www.hyper-k.org

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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