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ステライルニュートリノ探索で探る標準模型を超えた物理

研究課題

研究課題/領域番号 16H06344
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

丸山 和純  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80375401)

研究分担者 川崎 健夫  北里大学, 理学部, 教授 (00323999)
末包 文彦  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (10196678)
嶋 達志  大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (10222035)
明午 伸一郎  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J-PARCセンター, 研究主席 (80354728)
長谷川 勝一  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90391333)
研究期間 (年度) 2016-05-31 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
182,130千円 (直接経費: 140,100千円、間接経費: 42,030千円)
2020年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2019年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2018年度: 39,910千円 (直接経費: 30,700千円、間接経費: 9,210千円)
2017年度: 56,030千円 (直接経費: 43,100千円、間接経費: 12,930千円)
2016年度: 61,880千円 (直接経費: 47,600千円、間接経費: 14,280千円)
キーワードニュートリノ / ステライルニュートリノ / 液体シンチレータ
研究成果の概要

本研究の目的は、素粒子標準理論で説明できない新型ニュートリノの探索をJ-PARC物質・生命科学実験施設(MLF)にて世界に先駆けて行うことである。そのため、令和元年度までに50トン液体シンチレータ検出器を建設し、COVID-19の影響で遅れが出たものの令和2年6月には探索実験を開始した。また、同12月には検出器を再設置し本格的なデータ取得を行っている。
検出器を当初予定通り設置し、検出器較正などを進め、データ解析も急ピッチで進んでいる。これらの成果を受け、更に本研究を飛躍的に加速させ、またMLF自身の能力も向上させるため、特別推進研究の前年度申請を行い、令和2年度から採択された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

前述のとおり、我々の実験は素粒子の標準理論では説明できない新型のニュートリノ(ステライルニュートリノ)の探索を行うことである。ステライルニュートリノの存在が確定されれば、素粒子の標準理論は覆り、また新粒子を発見したことから素粒子物理界に大きなインパクトを与えることになる。ステライルニュートリノは通常のニュートリノと違い、重力しか感じない粒子であり、その性質から間接的、もしくは直接的な暗黒物質との関係も指摘されている。この面からも存在の確定が急務で、本研究はその探索に関する結果を出す目途を付けた。

評価記号
検証結果 (区分)

A-

評価記号
評価結果 (区分)

A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

報告書

(10件)
  • 2021 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書   研究概要(研究進捗評価) ( PDF )   研究進捗評価(評価結果) ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (60件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 18件、 招待講演 21件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] ミシガン大学/ブルックヘブン国立研究所/アラバマ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル国立大学/チョンナン大学/成均館大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] サセックス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル国立大学/成均館大学/全南大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ミシガン大学/アラバマ大学/ブルックヘブン国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] サセックス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ミシガン大学/アラバマ大学/ブルックヘブン研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] サセックス大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル国立大学/チョンナン大学/ドンシン大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ソウル国立大学/全南大学/成均館大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ミシガン大学/アラバマ大学/ブルックヘブン国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Production and optical properties of liquid scinatillator for the JSNS2 experiment2019

    • 著者名/発表者名
      J.S.Park, S.Y.Kim, C.Rott, D.H. Lee, D.Jung, F.Suekane, H.Furuta, H.I.Jangm H.K.Jeon, I.Yu, J.H.Choi, J.S.Jang, K.K.Joo, K.W.Ju, M.Pac, P.J.Gwak, S.B.Kim, S.Hasegawa, S.H.Jeon, T.Maruyama, R.Ujiie, Y.Hino and Y.s.Park
    • 雑誌名

      JINST

      巻: 14 号: 09 ページ: T09010-T09010

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/09/t09010

    • 関連する報告書
      2019 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] Stainless steel tank production and tests for the JSNS2 neutrino detector2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Hino, H. Furuta, S. Hasegawa, T. Maruyama, K. Nishikawa, J.S. Park, F. Suekane, Y. Sugaya
    • 雑誌名

      JINST

      巻: 14 号: 09 ページ: T09001-T09001

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/09/t09001

    • 関連する報告書
      2019 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] Aging study of Gd concentration in LAB-based Gd loaded liquid scintillator exposed to passivated stainless steel2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Hino, H. Furuta, F. Suekane
    • 雑誌名

      JINST

      巻: 14 号: 09 ページ: P09007-P09007

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/09/p09007

    • 関連する報告書
      2019 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] Technical Design Report (TDR): Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF (E56, JSNS2)2017

    • 著者名/発表者名
      S.Ajimura, et al
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1705.08629 ページ: 1-91

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF: JSNS2 experiment2017

    • 著者名/発表者名
      J.S.Park for the JSNS2 collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: 128 ページ: 1-4

    • DOI

      10.22323/1.314.0128

    • 関連する報告書
      2017 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] Status Report (22th J-PARC PAC): Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF (E56, JSNS2)2016

    • 著者名/発表者名
      M.Harada, T.Maruyama, et al
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1610.08186 ページ: 1-20

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF: JSNS2 experiment2016

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 雑誌名

      PoS (ICHEP2016)

      巻: 482 ページ: 1-6

    • 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] JSNS2 experiment2020

    • 著者名/発表者名
      S.Hasegawa
    • 学会等名
      JPS-KPS joint symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] いよいよ始まるJSNS2実験2020

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The JSNS2 experiment : commissioning2020

    • 著者名/発表者名
      Jungsic Park
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会(2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Neutrino Source for Sterile Neutrino Searches2019

    • 著者名/発表者名
      T.Konno
    • 学会等名
      International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Status of JSNS2 Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      F.Suekane
    • 学会等名
      International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review and Summary of Short Baseline Neutrino Experiments2019

    • 著者名/発表者名
      J.Spitz
    • 学会等名
      International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] JSNS2 Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      C.Rott
    • 学会等名
      16th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sterile Neutrino Search at J-PARC MLF2019

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 学会等名
      Erice School/Workshop: Star Mergers, Gravitational Waves, Dark Matter and Neutrinos in Nuclear, Particle and Astro-Physics, and in Cosmology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review of Accelerator-Based Sterile Neutrino Searches2019

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 学会等名
      3rd J-PARC symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino Physics Opportunities at the J-PARC MLF2019

    • 著者名/発表者名
      J.Jordan
    • 学会等名
      the Magnificent CEvNS workshop
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56)-12019

    • 著者名/発表者名
      古田久敬
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 22019

    • 著者名/発表者名
      日野陽太
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] JSNS2 is coming2019

    • 著者名/発表者名
      Jungsic Park
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] JSNS2 experiment2018

    • 著者名/発表者名
      J.S.Park
    • 学会等名
      14th Rencontres Du Vietnam INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NEUTRINO FRONTIERS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review of the sterile neutrino searches2018

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 学会等名
      DBD2018 workshop in Hawaii
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light Sterile Neutrinos: Is there any good pictures?2018

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      KEK理論セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 12018

    • 著者名/発表者名
      古田久敬
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 22018

    • 著者名/発表者名
      日野陽太
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 32018

    • 著者名/発表者名
      桑田和輝
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Sterile neutrino search experiment at J-PARC MLF (JSNS2, J-PARC E56)-42018

    • 著者名/発表者名
      Jungsic Park
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF: JSNS22017

    • 著者名/発表者名
      J.S.Park
    • 学会等名
      EPS-HEP
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sterile Neutrino experiments at Acdelerator2017

    • 著者名/発表者名
      T.Kawasaki
    • 学会等名
      Recontres du Vietnum Neutrino workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sterile Neutrino Searches at J-PARC MLF2017

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 学会等名
      Erice School/Workshop: Neutrinos in Cosmology, in Astro, in Particle and in Nuclear Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] JSNS2 overview2017

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 学会等名
      Korean Physics Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] JSNS2 detector construction2017

    • 著者名/発表者名
      J.S.Park
    • 学会等名
      Korean Physics Society
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 12017

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      日本物理学会(年次大会;大阪大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 22017

    • 著者名/発表者名
      日野陽太
    • 学会等名
      日本物理学会(年次大会;大阪大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 32017

    • 著者名/発表者名
      岩井瑛人
    • 学会等名
      日本物理学会(年次大会;大阪大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ステライルニュートリノ探索実験(JSNS2)2017

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      核物理の将来勉強会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutrinos which is sensitive to only gravity2017

    • 著者名/発表者名
      T.Maruyama
    • 学会等名
      KMIコロキウム(名古屋大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 12017

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      日本物理学会(秋季大会:宇都宮大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 22017

    • 著者名/発表者名
      日野陽太
    • 学会等名
      日本物理学会(秋季大会:宇都宮大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Sterile neutrino search experiment at J-PARC MLF (JSNS2, J-PARC E56) - 32017

    • 著者名/発表者名
      J.S.Park
    • 学会等名
      日本物理学会(秋季大会:宇都宮大学)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF: JSNS2 experiment2016

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      ICHEP 2016
    • 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] Review of short-baseline programs in the world2016

    • 著者名/発表者名
      末包文彦
    • 学会等名
      HINT2016 workshop
    • 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-Nucleus Interaction studied with MeV Neutrino Beam at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      嶋達志
    • 学会等名
      Nuclei in the Cosmos XIV
    • 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] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56)の展望2016

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ステライルニュートリノ探索実験JSNS^2^本検出器設置候補地におけるビーム由来背景事象粒子識別測定2016

    • 著者名/発表者名
      日野陽太
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [図書] J-PARC 物質生命科学研究施設で行うステライルニュートリノ探索実験2019

    • 著者名/発表者名
      丸山和純
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      Cross
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] J-PARC MLF中性子源を用いたステライルニュートリノ探索

    • URL

      https://research.kek.jp/group/mlfnu/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] JSNS2 experiment

    • URL

      https://research.kek.jp/group/mlfnu/eng/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] J-PARC MLF中性子源を用いたステライルニュートリノ探索

    • URL

      http://research.kek.jp/group/mlfnu/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書

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公開日: 2016-06-01   更新日: 2023-10-16  

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