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原子核乾板による電子ニュートリノ・原子核反応の精密測定

研究課題

研究課題/領域番号 17H02888
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

佐藤 修  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (20377964)

研究分担者 福田 努  名古屋大学, 高等研究院(理), 特任助教 (10444390)
中平 武  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 (30378575)
渋谷 寛  東邦大学, 理学部, 教授 (40170922)
中家 剛  京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)
三角 尚治  日本大学, 生産工学部, 准教授 (80408947)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードステライルニュートリノ / ニュートリノ反応断面積 / ニュートリノ振動 / 原子核乾板 / 電子ニュートリノ / 核子相互作用 / ニュートリノ断面積 / 2核子相互作用 / 準弾性散乱 / 2核子散乱 / 素粒子実験
研究成果の概要

sub-few GeVのエネルギー領域のニュートリノと原子核の反応の際には原子核の影響が強く表れ、その不定性が大きい。本研究では、サブミクロンの位置分解能をもつ原子核乾板を用い、そのエネルギー領域のニュートリノ反応を精密に解析した。鉄板と原子核乾板フィルムの積層構造ECCによりニュートリノ反応を捉え、原子核乾板の位置精度と高サンプリング構造により確実に鉄板中での反応であるものに限定することで鉄とニュートリノの反応断面積の測定を行った。この結果を論文にまとめて投稿のための内部査読中である。また電子ニュートリノの同定手法を開発し、次期実験でのステライルニュートリノ探索での貢献が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ニュートリノの研究はニュートリノ振動の発見を経て3世代間の混合角や質量差が測られ、現在はその精密化の段階である。しかしニュートリノの世代が4世代でなければ説明できない実験結果を出している実験がある。もし、本当に4世代目のニュートリノの存在が確かであればニュートリノのみならず素粒子標準理論の変更が必要である。しかも普通のニュートリノのように物質とは反応しない(ステライル)と考えられている。一方で低エネルギーニュートリノでの電子ニュートリノ出現に対する背景事象の理解不足の可能性がある。本研究ではステライルニュートリノ問題解明に向けて、低エネルギー領域でのニュートリノ反応の精密解析を行った。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 オープンアクセス 5件、 査読あり 4件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Study of neutrino charged current interactions on iron in the NINJA experiment2020

    • 著者名/発表者名
      H.Oshima et al. (NINJA collaboration)
    • 雑誌名

      J.Phys.Conf.Ser.

      巻: 1468 号: 1 ページ: 012128-012128

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1468/1/012128

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study of Charged-Current neutrino interactions on water with nuclear emulsion in the NINJA experiment2020

    • 著者名/発表者名
      A.Hiramoto et al. (NINJA collaboration)
    • 雑誌名

      J.Phys.Conf.Ser.

      巻: 1468 号: 1 ページ: 012121-012121

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1468/1/012121

    • 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
  • [雑誌論文] 原子核乾板技術の進化と展開~デジカメ時代を生き抜くアナログフィルム~2019

    • 著者名/発表者名
      長縄 直崇, 福田 努, 北川 暢子, 小松 雅宏, 森島 邦博, 中 竜大, 中野 敏行, 西尾 晃, 六條 宏紀, 佐藤 修, 木村 充宏, 歳藤 利行
    • 雑誌名

      放射線化学

      巻: No.107 ページ: 35-48

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Final results of the search for νμ → νe oscillations with the OPERA detector in the CNGS beam2018

    • 著者名/発表者名
      N. Agafonova, T. Fukuda, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (OPERA collaboration)
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 6 ページ: 151-151

    • DOI

      10.1007/jhep06(2018)151

    • 関連する報告書
      2018 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 neutrino detection with nuclear emulsion at J-PARC neutrino beamline2017

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Fukuda, Shoji Mikado, Yusuke Morimoto, Satoru Ogawa, Hiroshi Oshima, Hiroshi Shibuya et al. (NINJA)
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 063C02 号: 6 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx077

    • 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] First demonstration of an emulsion multi-stage shifter for accelerator neutrino experiments in J-PARC T602017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Yamada, Shoji Mikado, Yusuke Morimoto, Satoru Ogawa, Hiroshi Oshima, Hiroshi Shibuya et al. (NINJA)
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 063H02 号: 6 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx083

    • 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
  • [学会発表] NINJA実験テストランにおける水標的ニュートリノ反応の測定結果2020

    • 著者名/発表者名
      平本綾美
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA 実験物理ランにおけるシンチレータトラッカーの運用と性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      小田川高大
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における1 GeV領域のニュートリノ-鉄荷電カレント反応の測定結果2020

    • 著者名/発表者名
      大島仁
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における反ミューニュートリノ-鉄荷電カレント反応の研究2020

    • 著者名/発表者名
      高木秀彰
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大角度飛跡を用いた水標的ニュートリノ-原子核反応の解析2020

    • 著者名/発表者名
      内木茉柚子
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cross section measurement with NINJA: Status and Prospects2020

    • 著者名/発表者名
      SUZUKI Yosuke
    • 学会等名
      Rencontres du Vietnam : 3 Neutrinos and Beyond
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NINJA実験の鉄ECC中におけるニュートリノ反応解析のための基礎的測定2019

    • 著者名/発表者名
      松尾友和
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験におけるニュートリノ-鉄 荷電カレント反応の研究2019

    • 著者名/発表者名
      大島仁
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験テストランにおける水標的ニュートリノ反応の解析2019

    • 著者名/発表者名
      平本綾美
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験の物理ランに向けた準備状況と今後の展望2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽介
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験物理ランに向けたトラッカーの製作と性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      小田川高大
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験物理ランに向けた粒子識別手法の検証2019

    • 著者名/発表者名
      谷原祐史
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] NINJA Experiment: Neutrino Interaction research with Nuclear emulsion and J-PARC Accelerato2018

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda
    • 学会等名
      NuInt2018: 12th International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few-GeV Region
    • 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] NINJA実験 -2019年・物理ランの展望-2018

    • 著者名/発表者名
      福田 努
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験物理ランに向けた水標的検出器の開発2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽介
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験物理ランに向けた原子核乾板の準備状況及びその性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      高尾智暉
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験:ミューニュートリノ-鉄 荷電カレント反応の解析2018

    • 著者名/発表者名
      大島 仁
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における水標的ニュートリノ反応の解析2018

    • 著者名/発表者名
      平本 綾美
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験によるニュートリノ-原子核反応の精密研究2018

    • 著者名/発表者名
      福田 努
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における水標的検出器の飛跡解析2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽介
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験:ミューニュートリノ-鉄 荷電カレント反応の解析2018

    • 著者名/発表者名
      大島 仁
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験におけるファイバートラッカーを用いた水標的ニュートリノ反応の再構成2018

    • 著者名/発表者名
      平本 綾美
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板を用いたニュートリノ反応の精密測定2018

    • 著者名/発表者名
      福田 努
    • 学会等名
      画像関連学会連合会第5回秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験におけるニュートリノ‐鉄反応の詳細解析2017

    • 著者名/発表者名
      森元祐介 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における反ミューニュートリノ荷電カレント反応のハイブリッド解析2017

    • 著者名/発表者名
      大島仁 他NINJAコラボレイション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCニュートリノ実験NINJA: 原子核乾板を用いた時間分解型大面積多段シフターの検出器性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      丸嶋利嗣 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における鉄ECC中におけるニュートリノ反応二次粒子の運動量測定2017

    • 著者名/発表者名
      松尾友和 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における大角度飛跡の読み取り及び再構成2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽介 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験のためのファイバートラッカーの開発2017

    • 著者名/発表者名
      平本綾美 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験: J-PARCでの原子核乾板を用いたニュートリノ反応精密測定実験2017

    • 著者名/発表者名
      福田努 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における水標的検出器の解析2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽介 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験におけるファイバートラッカーの開発と運用2017

    • 著者名/発表者名
      平本綾美
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験におけるニュートリノ‐鉄 荷電カレント反応の解析2017

    • 著者名/発表者名
      森元祐介 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験:鉄ECC中の飛跡によるニュートリノ反応の研究2017

    • 著者名/発表者名
      大島仁 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験の現状と展望2017

    • 著者名/発表者名
      福田努 他NINJAコラボレーション
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] NINJA Experiment: A Neutrino Experiment with Nuclear Emulsion at J-PARC for revealing the matter-dominated universe2017

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda for NINJA Collaboration
    • 学会等名
      ICMaSS2017 session3 (Nuclear emulsion workshop for fundamental physics and applications)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NINJA Experiment2017

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda for NINJA Collaboration
    • 学会等名
      11th International workshop on Neutrino-Nucleus Scattering in the Few-GeV Region (NuInt2017)
    • 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] Neutrino research program with Nuclear Emulsion at J-PARC2017

    • 著者名/発表者名
      T.Fukuda for NINJA Collaboration
    • 学会等名
      The 3rd KMI Interbational Symposium on "Quest for the Origin of Particles and the Universe"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] F研 基本粒子研究室 - ニュートリノ反応精密測定実験 NINJA -

    • URL

      http://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/2011/experiment/ninja

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] ニュートリノで拓く素粒子と宇宙

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/nucosmos/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
  • [備考] F研 基本粒子研究室 -ニュートリノ反応精密測定実験 NINJA -

    • URL

      http://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/2011/experiment/ninja

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学理学研究科・素粒子宇宙物理系 F研 基本粒子研究室

    • URL

      http://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/2011/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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