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超短基線ニュートリノ振動でステライルニュートリノを探索する基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03880
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
研究機関大阪物療大学 (2020-2021)
東北大学 (2019)

研究代表者

中村 健悟  大阪物療大学, 保健医療学部, 教授 (10400219)

研究分担者 中野 佑樹  神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (70781889)
市村 晃一  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (80600064)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードステライルニュートリノ / サイクロトロン / 第4世代ニュートリノ
研究開始時の研究の概要

昨今、ニュートリノの性質がニュートリノ振動や2重ベータ崩壊の実験を通して明らかになって来た。特に3世代あるニュートリノ振動の混合角度は、最初 (20年以上前) の予想に反しクォークのそれとは全く異なる大きさであったり、ニュートリノのマヨラナ性に期待が集まったり、第4世代のニュートリノの存在が示唆されたりと、ニュートリノの特異性が明らかになってきている。
本研究は新たに浮かび上がってきたニュートリノの疑問に、カムランドというニュートリノ観測に実績のある装置で立ち向かい、第4世代のニュートリノの探索を最終目標とする基礎研究である。

研究成果の概要

ステライルニュートリノの探索を目指す実験の可能性について検討した。ステライルニュートリノはニュートリノの精密実験が進むにつれ明らかになってきたアノーマリーを解決するために導入された未発見のニュートリノである。既存のニュートリノ観測装置の横に新たなニュートリノ源を設置してステライルニュートリノの探索を行う実験が提唱されているが、その新たなニュートリノ源の設置には様々な制約がある。本研究ではその制約を乗り越えられるかどうかの検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ステライルニュートリノとは物質との相互作用をほとんど起こさないニュートリノで、それ故、現在のところ未発見である。またステライルニュートリノは「質量」は持つため宇宙の大部分を占める暗黒物質の候補の1つにもなっている。本研究では、未発見の物を探索するための実験に向けた基礎研究を行った。探索実験そのものをスタートさせた訳ではないが、ニュートリノ物理学の新たな可能性を切り拓く寸の最初の一歩は踏み出せたのではなかろうか。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The shielding design concept for the ISODAR neutrino target2020

    • 著者名/発表者名
      Adriana Bungau et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 15

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] IsoDAR@KamLAND: Sterile Neutrinos and Beyond2021

    • 著者名/発表者名
      Joseph Smolsky
    • 学会等名
      APS April Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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