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コンパクト・エマルション・スペクトロメーターを用いたタウニュートリノの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03680
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関東邦大学

研究代表者

渋谷 寛  東邦大学, 理学部, 名誉教授 (40170922)

研究分担者 小川 了  東邦大学, 理学部, 教授 (10256761)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードコンパクト・エマルション・スペクトロメーター / タウニュートリノ / 原子核乾板 / 磁場 / エマルション・スペクトロメーター
研究成果の概要

正・反タウニュートリノ反応を識別して研究することを目指し、そのためのコンパクト・エマルション・スペクトロメーター (CES)技術の実用化に向けた課題とその解決法を探った。CESに適した原子核乾板の塗布、実用型CES構造体の製作と組み立て、加速器ビームや宇宙線の照射実験、原子核乾板に記録された粒子飛跡の測定から電荷符号識別の解析まで、全体の流れを繰り返し、調査した。CESの性能を決めるサジッタ分布の広がりは、飛跡位置の測定精度と多重散乱を組み入れたシミュレーションの予測とほぼ一致し、理解できることがわかった。CES技術は実用化の段階に入った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

標準理論を越えた新物理の手がかりを探索するには、まだよくわかっていない粒子を詳しく調べるのがよい。タウニュートリノは標準理論の構成粒子の中で最後に見つかった第3世代の粒子で、さらに、パートナーのタウレプトンを含む崩壊には標準理論からのずれの可能性が示唆されている。そのタウニュートリノを詳細に研究するためには、粒子・反粒子を分離する必要があり、そのためのカギとなる技術、コンパクト・エマルション・スペクトロメーターの実用化に向けた研究を行い、その基礎技術を確立した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 13件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] First measurement using a nuclear emulsion detector of the νμ charged-current cross section on iron around the 1 GeV energy region2021

    • 著者名/発表者名
      H. Oshima, T. Fukuda, Y. Hayato, S. Mikado, T. Nakaya, T. Nakadaira et al. (NINJA collaboration)
    • 雑誌名

      PTEP (Prog Theor Exp Phys)

      巻: 2021 号: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab027

    • 関連する報告書
      2020 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] Sensitivity of the SHiP experiment to light dark matter2021

    • 著者名/発表者名
      C. Ahdida, M. Komatsu, S. Mikada, S. Ogawa, H. Shibuya et al.,
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 04 号: 4 ページ: 1991-28

    • DOI

      10.1007/jhep04(2021)199

    • 関連する報告書
      2020 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 observation of a tau neutrino charged current interaction with charm production in the OPERA experiment2020

    • 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

      The European Physical Journal C

      巻: 80 号: 8 ページ: 6991-10

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-020-8160-y

    • 関連する報告書
      2020 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 anti-νμ and νμ charged-current inclusive interactions on water using a nuclear emulsion detector2020

    • 著者名/発表者名
      A. Hiramoto, T. Fukuda, Y. Hayato, S. Mikado, T. Nakaya, T. Nakadaira et al. (NINJA collaboration)
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 102 号: 7 ページ: 072006-072006

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.072006

    • 関連する報告書
      2020 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] The magnet of the scattering and neutrino detector for the SHiP experiment at CERN2020

    • 著者名/発表者名
      C. Ahdida, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (SHiP Collaboration)
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 15 号: 01 ページ: P01027-P01027

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/01/p01027

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the muon flux from 400 GeV/c protons interacting in a thick molybdenum/tungsten target2020

    • 著者名/発表者名
      C. Ahdida, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (SHiP Collaboration)
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 80 号: 3 ページ: 2841-11

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-020-7788-y

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sensitivity of the SHiP experiment to Heavy Neutral Leptons2019

    • 著者名/発表者名
      SHiP Collaboration (C. Ahdida (CERN) et al.).
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1904 号: 4 ページ: 077-077

    • DOI

      10.1007/jhep04(2019)077

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Final results on neutrino oscillation parameters from the OPERA experiment in the CNGS beam2019

    • 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

      Physical Review D

      巻: 100 号: 5 ページ: 0513011-8

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.051301

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the cosmic ray muon flux seasonal variation with the OPERA detector2019

    • 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 Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 10 号: 10 ページ: 0031-12

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/10/003

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fast simulation of muons produced at the SHiP experiment using Generative Adversarial Networks2019

    • 著者名/発表者名
      C. Ahdida, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (SHiP Collaboration)
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 14 号: 11 ページ: P11028-P11028

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/11/p11028

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The experimental facility for the Search for Hidden Particles at the CERN SPS2019

    • 著者名/発表者名
      C. Ahdida, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (SHiP collaboration)
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 14 号: 03 ページ: P03025-P03025

    • DOI

      10.1088/1748-0221/14/03/p03025

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Final Results of the OPERA Experiment on ντ Appearance in the CNGS Neutrino 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

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 21 ページ: 211801-211801

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.211801

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] SHiP実験におけるタウニュートリノ研究2021

    • 著者名/発表者名
      小松雅宏, 佐藤修, 中村光廣, 中野敏行, 宮西基明, 森島邦博, 長縄直崇, 福田努, 六條宏紀, 北川暢子, 児玉康一, 渋谷寛, 小川了, 中竜大, 鶴岡千穂, 青木茂樹, 高橋覚, 三角尚治
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 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断面積測定2021

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、水野耕作、高木秀彰、他NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験における1GeV領域のニュートリノ・鉄荷電カレント反応の全断面積測定2020

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、水野耕作、高木秀彰、他NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SHiP実験に向けたコンパクトエマルションスペクトロメーターの開発2020

    • 著者名/発表者名
      鶴岡千穂、渋谷寛、小川了、中竜大、松尾友和、荒井知佳、大島仁、小松雅宏、他SHiP Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 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, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 森元祐介, 大島仁, 小坂井悠介, 水野耕作, 他 NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 森元祐介, 小坂井悠介, 水野耕作, 高木秀彰, 他 NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SHiP実験に向けたコンパクトエマルションスペクトロメーターの開発2020

    • 著者名/発表者名
      鶴岡千穂, 渋谷寛, 小川了, 中竜大, 福島知佳, 松尾友和, 森元祐介, 大島仁, 廣瀬寛士 他 SHiP Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] First cross section measurement of neutrino charged current interactions in the iron ECC2019

    • 著者名/発表者名
      H. Oshima, T. Matsuo, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (NINJA collaboration)
    • 学会等名
      NUFACT 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of neutrino charged current interactions on iron in the NINJA experiment2019

    • 著者名/発表者名
      H. Oshima, T. Matsuo, S. Ogawa, H. Shibuya et al. (NINJA collaboration)
    • 学会等名
      TAUP 2019 (16th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Upgrading of momentum measurement techniques in emulsion-based particle detectors2019

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuo, K. Hirose, A. Kono, Y. Kosakai, K. Mizono, Y. Morimoto, S. Ogawa, H. Oshima, H. Shibuya, H. Takagi, C. Tsuruoka, S. Mikado, Y. Hanaoka, T. Fukuda, M. Nakamura, O. Sato
    • 学会等名
      ICMaSS 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 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, 渋谷寛, 小川了, 森元祐介, 大島仁, 小坂井悠介, 水野耕作, 高木秀彰, 他 NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [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, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 森元祐介, 小坂井悠介, 水野耕作, 高木秀彰, 他 NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] SHiP実験に向けたコンパクトエマルションスペクトロメーターの開発2019

    • 著者名/発表者名
      河野歩実, 渋谷寛, 小川了, 福島知佳, 松尾友和, 森元祐介, 大島仁, 佐伯加奈, 廣瀬寛士, 他 SHiP Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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研究2019

    • 著者名/発表者名
      大島仁, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 森元祐介, 小坂井悠介, 他 NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会(2019年)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] SHiP実験に向けたコンパクトエマルションスペクトロメーターの開発2018

    • 著者名/発表者名
      河野歩実, 渋谷寛, 小川了, 福島知佳, 松尾友和, 森元祐介, 大島仁, 佐伯加奈, 廣瀬寛士, 他 SHiP Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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解析2018

    • 著者名/発表者名
      大島仁, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 森元祐介, 小坂井悠介, 他 NINJA Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 東邦大学 教育・研究業績 データベース

    • URL

      https://gyoseki.toho-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 東邦大学 理学部 物理学科 研究室・教員

    • URL

      https://www.toho-u.ac.jp/sci/ph/lab/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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