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マントル地球ニュートリノ観測を目指した海洋底ニュートリノ検出器開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H01909
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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
研究機関東北大学

研究代表者

渡辺 寛子  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (70633527)

研究分担者 上木 賢太  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 副主任研究員 (40646353)
荒木 英一郎  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), グループリーダー (60359130)
許 正憲  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海資源生産技術開発プロジェクトチーム, プロジェクト長代理 (70359123)
阿部 なつ江  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 主任研究員 (80302933)
笠谷 貴史  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), グループリーダー (90373456)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード地球ニュートリノ / 地球内放射化熱 / 海洋底検出器
研究開始時の研究の概要

「マントルの地球化学組成決定」という核心的な問題解決に向け、これまでに蓄積された素粒子物理学・地球科学、更には必要不可欠である海洋工学の実績を集結することで他に類を見ない盤石な体制を整え、世界に先駆けて低コストでタイムリーにプロトタイプ検出器による海洋底実験を実現する。

研究成果の概要

地球内放射性物質起源の地球ニュートリノの観測は、地球の根本的な謎に関わる地球内放射性物質の全体量を直接観測することができる革新的な手段である。マントル事象直接観測という大型研究への発展を目指し、海洋底ニュートリノ検出器開発と分野形成を目的とした。海洋底という高圧・低温の特殊環境で稼働する検出器要素の開発、検出器シミュレーションによる検出器デザインと感度見積もり、プロトタイプ検出器の制作に成果を挙げ、アイディアが議論され始めて以来15年を経ての具体的な進展となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球内放射性物質由来のニュートリノ「地球ニュートリノ」の観測は、2005年の世界初観測以来、現在でも世界最高精度で観測を継続している日本発の分野横断的研究である。本研究は現代検出器の抱える問題点に着目し、それを克服する「海洋底ニュートリノ検出器」の実現に向け、技術開発や分野形成を行なった。これまでに無い研究分野の融合によりタイムリーに将来の大型研究実現のための具体的な成果を挙げ、現在・将来に渡って本研究分野を主導するための重要な進展となった。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (30件) (うち国際学会 20件、 招待講演 14件)

  • [学会発表] 海洋底ニュートリノ観測による地球深部理解への挑戦2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      令和4年度 第2回海を拓く現場計測研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ocean Bottom Detector: frontier of technology for understanding the Mantle by geoneutrinos2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Frontier of Understanding Earth’s Interior and Dynamics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 地球内部熱量を知る新しい目 "海洋底ニュートリノ観測”2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      第95回海洋技術連絡会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研 究開発 6: 小型プロトタイプ検出器開発2022

    • 著者名/発表者名
      荒木拓登、井上邦雄、渡辺寛子、酒井汰一、William McDonough、 上木賢太、阿部なつ江、櫻井紀旭、許正憲、荒木英一郎、笠谷貴史、吉田弘
    • 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] Frontiers of sampling the mantle by drilling to the Moho2022

    • 著者名/発表者名
      阿部なつ江
    • 学会等名
      Frontier of Understanding Earth’s Interior and Dynamics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distributed seafloor sensor network: DONET and beyond2022

    • 著者名/発表者名
      荒木英一郎
    • 学会等名
      Workshop, Cutting Edge Technology for Understanding the Earth
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ocean Bottom Detector: frontier of technology for understanding the mantle by geoneutrinos2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子、荒木拓登、井上邦雄、酒井汰一、William McDonough、 上木賢太、阿部なつ江、櫻井紀旭、許正憲、荒木英一郎、笠谷貴史、吉田弘
    • 学会等名
      Underwater Technology 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地球ニュートリノ観測による地球内熱生成量の解明2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      第24回守田科学研究奨励賞授賞式
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ocean Bottom Detector : new under-development anti-neutrino detector for direct observation of mantle geo-neutrino2022

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一、渡辺寛子、荒木拓登、井上邦雄、William McDonough、 上木賢太、阿部なつ江、櫻井紀旭、許正憲、荒木英一郎、笠谷貴史、吉田弘
    • 学会等名
      Goldschmidt 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neutrino Geoscience: current and future prospects2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      核-マントルの相互作用と共進化 令和3年度研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研究開発2022

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      核-マントルの相互作用と共進化 令和3年度研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研究開発52022

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ocean Bottom Detector: measuring the Earth's neutrino flux in the sea2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Pacific Array Workshop 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Ocean Bottom Detector(OBD) for observation of geo-neutrinos from the mantle2021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      Pacific Array Workshop 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Ocean Bottom Detector for observation of geo-neutrinos from mantle2021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding the Earth's Interior and Dynamics: Interdisciplinary Approach2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Ocean Bottom Detector for observation of geo-neutrinos from mantle2021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      TAUP2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研究開発42021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      日本物理学会2021秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Neutrino Geoscience: measuring the Earth's neutrino flux and constraining its compositions2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Colloquium at Institute for Basic Science
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研究開発2021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      第7回超新星ニュートリノ研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutrino Geoscience: measuring the Earth's neutrino flux and constraining its compositions2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Caltech Physics Colloquium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of Ocean Bottom Detector for observation of geo-neutrinos from mantle2021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      XIX International Workshop on Neutrino Telescopes
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研究開発32021

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      第76回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Neutrino Geoscience: measuring the Earth's neutrino flux and constraining its compositions2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      University of Hawaii Physics and Astronomy Colloquium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Geoneutrinos2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Neutrino 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ocean Bottom Detector2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Nu Tools Workshop for Applied Anti-neutirno Technology Community
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulation Study of Ocean Bottom Detector for observation of geoneutrinos from the mantle2020

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      Neutrino 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Ocean Bottom Detector for observation of geo-neutrinos from mantle2020

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マントル地球ニュートリノ直接観測に向けた海洋底反ニュートリノ検出器の研究開発2020

    • 著者名/発表者名
      酒井汰一
    • 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] Ocean Bottom Detector2020

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Snowmass 2021: Solar and Geoneutrino Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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