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OPERA検出器による宇宙線イベントの解析

研究課題

研究課題/領域番号 15J11171
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関名古屋大学

研究代表者

白石 卓也  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015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 / OPERA実験 / 原子核乾板
研究実績の概要

OPERA実験は、史上最大の原子核乾板検出器ECCを用いることで加速器でのニュートリノ振動(νμ→ντ)の直接検出を目的とした実験であり、これまでに、極めてバックグランドの少ない5例のντ反応を検出し、5.1σの有意性をもってνμ→ντ振動の証拠をつかんだ。また、振動パラメータであるΔm232については直接検出における初めてのデータを示し、これまでの間接観測におけるパラメータと無矛盾であることが分かった。これらの結果は、スーパーカミオカンデの大気ニュートリノ観測から始まったニュートリノ振動の確実的な証拠として貢献した。
また現在、νμ→νe振動の直接検出や、νμ→ντ振動において唯一見つかっていないτ→e崩壊モードの探索のための解析を行っている。これまでに、ECCのビーム下流側に設置されているCSと呼ばれる検出器での電磁シャワー情報をトリガーにしたνe反応解析を行ってきた。OPERA実験はνμ→νe振動解析のために設計されておらず、元々のニュートリノビームに含まれているνeが支配的であるが、低エネルギーの方で振動後のνeや振動後のντ由来のτ→eの信号が増えている。このCS電磁シャワートリガー解析は、ビーム下流側のECCでνe反応が起こればCS上で電磁シャワーが観測される確率が高いが、ビーム上流側で起こればほぼECC内で電磁シャワーが収束するためトリガーにかからないことがあり、重要な低エネルギーのνe反応解析において特に問題となっていた。現在は、2014年から投入された新しい原子核乾板読取装置HTSのパラメータチューニングが確立してきており、ECC内部のフルボリューム解析が行えるようになってきたため、低エネルギー領域のνe反応の統計を倍増させることができると期待される。

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

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [国際共同研究] INFN (Gran Sasso)/Napoli University/Bologna University(イタリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] JINR Dubna/Moscow State University/LPI RAS(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] LAPP/IPHC(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bern(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Hamburg University(ドイツ)

    • 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
  • [国際共同研究] INFN (Gran Sasso)/Napoli University/Bologna University(イタリア)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] JINR Dubna/Moscow State University/LPI RAS(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] LAPP/IPHC(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bern(スイス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] Hamburg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] First neutrino event detection with nuclear emulsion at J-PARC neutrino beamline2017

    • 著者名/発表者名
      T. Fukuda et al.
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: -

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The OPERA experiment2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shiraishi, et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Part. Phys. Proc.

      巻: 10 ページ: 87-93

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysbps.2015.10.087

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Limits on muon-neutrino to tau-neutrino oscillations induced by a sterile neutrino state obtained by OPERA at the CNGS beam2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shiraishi, et al.
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 06 号: 6 ページ: 069-069

    • DOI

      10.1007/jhep06(2015)069

    • 関連する報告書
      2015 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] Discovery of τ Neutrino Appearance in the CNGS Neutrino Beam with the OPERA Experiment2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shiraishi, et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 115 号: 12 ページ: 121802-121802

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.121802

    • 関連する報告書
      2015 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] ダークマターアクシオン探索に向けた超伝導体接合の開発2016

    • 著者名/発表者名
      白石 卓也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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