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ナノ精度飛跡検出器によるタウニュートリノ生成研究

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0085
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
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
研究機関九州大学

研究代表者

有賀 智子 (古川)  九州大学, 基幹教育院, 助教 (00802208)

研究分担者 小松 雅宏  名古屋大学, 教養教育院, 准教授 (80345842)
佐藤 修  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任准教授 (20377964)
吉田 純也  東北大学, 理学研究科, 助教 (60573186)
吉本 雅浩  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別研究員 (40854964)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードタウニュートリノ / Ds中間子 / SPS / 飛跡検出器 / CERN-SPS / ニュートリノ反応断面積 / ニュートリノ / エマルション飛跡検出器 / 新物理探索
研究成果の概要

タウニュートリノ反応断面積測定における最大の不定性であるタウニュートリノの生成について、CERNの加速器による400GeV陽子ビームを用いた研究を実施してきた。CERNでの陽子ビーム照射実験、精密測定手法の開発、データ解析などを行う国際共同研究グループを形成し、CERNにおける暗室ファシリティをベルン大学グループなどと協力して構築した。2021-2022年のビーム照射実験およびデータ解析を、CERN、トルコ、ロシア、ルーマニアの研究者と協力して、国際共同研究にて実施した。また、検出器サイズ、ビーム照射システムの大型化を遂行し、検出器の運用およびデータ読み出しの高速化/効率化を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

3世代あるニュートリノの中で電子ニュートリノ・ミューニュートリノが非常によく調べられているのに対して、タウニュートリノはあまり調べられていない粒子である。タウニュートリノ反応断面積を精密に測定することは、ニュートリノ実験や宇宙ニュートリノ観測のための基礎データになるとともに、タウニュートリノ-原子核反応において標準理論を超える物理があるかどうかを探索する試みである。タウニュートリノの生成源であるDs中間子の微分生成断面積は陽子ビームを用いた固定標的実験では測定されておらず、本研究をもとに初測定を行い、将来実験に活かす。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (19件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Middle East Technical University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Institute of Space Science(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bern(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Middle East Technical University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institute of Space Science(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bern(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Middle East Technical University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institute of Space Science(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bern(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Middle East Technical University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institute of Space Science(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bern(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Middle East Technical University(トルコ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Institute of Space Science(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of proton beam irradiation system for the NA65/DsTau experiment2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Aoki, Akitaka Ariga, Tomoko Ariga, Toranosuke Okumura, et al.
    • 雑誌名

      accepted for publication in JINST

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tau neutrinos in the next decade: from GeV to EeV2022

    • 著者名/発表者名
      Roshan Mammen Abraham, Tomoko Ariga, et al. (alphabetical order)
    • 雑誌名

      Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics

      巻: 49 号: 11 ページ: 110501-110501

    • DOI

      10.1088/1361-6471/ac89d2

    • 関連する報告書
      2022 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] DsTau: Study of tau neutrino production with 400 GeV protons from the CERN-SPS2020

    • 著者名/発表者名
      S. Aoki, A. Ariga, T. Ariga, 他27名
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 33 号: 1 ページ: 033-033

    • DOI

      10.1007/jhep01(2020)033

    • 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] Study of tau-neutrino production at the CERN SPS2019

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Ariga
    • 雑誌名

      PoS (ICHEP2018)

      巻: - ページ: 240-240

    • DOI

      10.22323/1.340.0240

    • 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
  • [学会発表] 400GeV陽子衝突反応によるタウニュートリノ生成研究 NA65/DsTau2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 有賀昭貴, 有賀智子, 早川大樹, 久下謙一, 三浦真登, 中野敏行, 奥村虎之介, 六條宏紀, 牛久保文斗, 吉本雅浩
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NA65/DsTau実験におけるチャーム粒子解析に向けた原子核乾板の性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      三浦真登, 有賀昭貴, 有賀智子, 早川大樹, 久下謙一, 中野敏行, 奥村虎之介, 六條宏紀, 佐藤修, 牛久保文斗, 吉本雅浩
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NA65/DsTau実験2022年ランの報告と2023ランの準備状況2023

    • 著者名/発表者名
      奥村虎之介, 有賀昭貴, 早川大樹, 三浦真登, 牛久保文斗, 久下謙一, 佐藤修, 中野敏行, 六條宏紀, 有賀智子, 吉本雅浩
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 400GeV陽子反応によるタウニュートリノ生成研究 NA65/DsTau2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 有賀智子, 吉本雅浩, 有賀昭貴, 早川大樹, 久下謙一, 奥井一暁, 奥村虎之介, 金井巧, 三浦真登
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] NA65/DsTau実験2021年ランの報告と2022ランの準備状況2022

    • 著者名/発表者名
      奥村虎之介, 有賀昭貴, 早川大樹, 奥井一暁, 金井巧, 三浦真澄, 久下謙一, 佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 臼田育矢, 有賀智子, 吉本雅浩
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 400GeV陽子反応によるタウニュートリノ生成研究 NA65/DsTau2018年・2021年データ解析状況2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 有賀昭貴, 有賀智子, 早川大樹, 金井巧, 小松雅宏, 三浦真登, 中野敏行, 奥井一暁, 奥村虎之介, 六條宏紀, 吉田純也, 吉本雅浩
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] NA65/DsTau実験 2021年物理ランの報告2022

    • 著者名/発表者名
      三浦真登, 有賀昭貴, 有賀智子, 早川大樹, 金井巧, 小松雅宏, 佐藤修, 中野敏行, 奥井一暁, 奥村虎之介, 六條宏紀, 吉田純也, 吉本雅浩
    • 学会等名
      日本物理学会 年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タウニュートリノ生成研究DsTau実験(CERN NA65)報告2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 臼田育矢, 有賀智子, 吉本雅浩, 吉田純也, 有賀昭貴, 奥井一暁, 奥村虎之介, 金井巧, 三浦真登
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] NA65/DsTau実験2021年ランの準備状況2021

    • 著者名/発表者名
      奥村虎之介, 有賀昭貴, 奥井一暁, 金井巧, 三浦真登, 佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 臼田育矢, 有賀智子, 吉本雅浩, 吉田純也
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] NA65/DsTau実験2018年ランにおけるチャーム解析と2021年ランでの物理と展望2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 有賀智子, 吉本雅浩, 吉田純也, 有賀昭貴
    • 学会等名
      物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutrinos at CERN2020

    • 著者名/発表者名
      有賀智子
    • 学会等名
      29th International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タウニュートリノ生成研究DsTau実験(CERN NA65)の物理ラン準備状況2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 有賀智子, 吉本雅浩, 吉田純也, 有賀昭貴
    • 学会等名
      物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 佐藤修, 小松雅宏, 中野敏行, 六條宏紀, 有賀智子, 吉本雅浩, 吉田純也, 有賀昭貴2019

    • 著者名/発表者名
      DsTau実験におけるタウニュートリノ生成研究 -パイロットランの解析-
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 400GeV陽子ビームダンプによるタウニュートリノ生成研究(DsTau実験)の現状報告2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤修, 小松雅宏, 六條宏紀, 中野敏行, 有賀智子, 有賀昭貴, 吉本雅浩 他 DsTau collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-10-12   更新日: 2024-01-30  

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