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大強度パルスミューオンビームを用いたニュートリノ質量起源の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H03704
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

久野 良孝  大阪大学, 理学研究科, 教授 (30170020)

研究分担者 佐藤 朗  大阪大学, 理学研究科, 助教 (40362610)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2018年度)
配分額 *注記
44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)
2018年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
キーワードミューオン / レプトン数非保存 / 荷電レプトンフレーバー / マヨラナニュートリノ質量 / ニュートリノ / マヨラナ質量 / 陽電子 / ペアスペクトロメータ
研究実績の概要

本研究の目的は、ミューオン原子中で負ミューオンが陽電子に転換する過程を、現在の上限値を大きく上回る実験精度で探索することである。これはレプトン数非保存でかつ荷電レプトンフレーバー非保存の物理過程である。標準理論の枠組みでは起きない。ここで、レプトン数非保存は、マヨラナ・ニュートリノ質量と関連してニュートリノ質量起源を解き明かすのに重要であると考えられている。多くのニュートリノ質量起源を予言する新物理の理論モデルはこの過程が観測可能なレベルで起きると予言しており、標準理論を超える新しい物理現象を発見するために最重要なプロセスと考えられている。この研究は、大強度陽子加速器施設の大強度パルスミューオンビームとJ-PARC のCOMET Phase-I (J-PARC E21)の実験装置を用いて遂行する。本研究ではこの稀過程探索の実験感度を向上するように実験を計画し推進することを目的とする。本研究を遂行するために、3つの事業を提案した。それらは、1. ミューオン静止標的の選択と最適化、2. バックグラウンドとなる輻射ミューオン捕獲(RMC=radiative muon capture)のガンマ線の測定とRMC起因のバックグランドの評価、3. 陽電子測定のための円筒型ドリフトチェンバーのトリガーカウンターの製作、である。このうち、1. については、負ミューオンから陽電子に転換する過程の物理バックグラウンドを評価した。これは、昨年Phys.Lett.に投稿した論文をベースに検討し、いくつかの候補をリストすることができた。2. については、ガンマ線を測定するペアスペクトリメータの概念設計を行った。3.については、設計を検討した。
本科研費は他の科研費(基盤S)の交付内定があり、本研究課題が重複制限の対象となり廃止となった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 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 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ソルボンヌ大学/LPC Clermont Ferrand/LPC CAEN(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国高能研究所/南京大学/中山大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Imperial College London(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] JINR/BINP(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Atmospheric neutrino oscillation analysis with external constraints in Super-Kamiokande I-IV2018

    • 著者名/発表者名
      Super-Kamiokande Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 7 ページ: 072001-072001

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.072001

    • 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] Search for Boosted Dark Matter Interacting with Electrons in Super-Kamiokande2018

    • 著者名/発表者名
      Abe K.、Kuno Y. Super-Kamiokande Collaboration
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 22 ページ: 221301-221301

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.221301

    • 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] Improved analysis for μ-e-->e-e- in muonic atoms by photonic interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Uesaka Yuichi、Kuno Yoshitaka、Sato Joe、Sato Toru、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 1 ページ: 0150171-9

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.015017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the tau neutrino cross section in atmospheric neutrino oscillations with Super-Kamiokande2018

    • 著者名/発表者名
      M. Shiozawa, Y. Hayato, T. Nakaya 他(Super-Kamiokande collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 5 ページ: 052006-052006

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.052006

    • 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] Selecting mu -> e Conversion Targets to distinguish Lepton Flavour-Changing Operators2018

    • 著者名/発表者名
      Sacha Davidson, Yoshitaka Kuno, Masato Yamanaka
    • 雑誌名

      Physics Letter B

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Search for Charged Lepton Flavour Violation with Muons2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Kuno
    • 学会等名
      5th International Workshop on "Dark Matter, Dark Energy, and Matter-Antimatter Asymmetry"
    • 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] General Features of LFV Experiments with Muons2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Kuno
    • 学会等名
      15th International Workshop of Tau Lepton Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-07-19  

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