| 研究課題/領域番号 |
20H01912
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
久世 正弘 東京工業大学, 理学院, 教授 (00225153)
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| 研究分担者 |
鈴木 州 神戸大学, 理学研究科, 講師 (20243298)
石塚 正基 東京理科大学, 創域理工学部先端物理学科, 教授 (40533196)
西村 康宏 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40648119)
石田 卓 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (70290856)
角野 秀一 東京都立大学, 理学研究科, 教授 (70376698)
HARTZ MARK 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (70721702)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | ニュートリノ / 水チェレンコフ検出器 / ハイパーカミオカンデ / J-PARC / IWCD / ニュートリノ振動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2027年に稼働開始予定の次世代ニュートリノ観測装置ハイパーカミオカンデへ向けて、東海村J-PARCからの強度化したニュートリノビームを打ち込むT2HK実験では、前人未到の精度でニュートリノ振動現象を測定し、宇宙の物質反物質の非対称性に迫る「レプトンにおけるCP対称性の破れ」を世界で初めて発見しようとしています。この精密測定を達成するため、ニュートリノ発生点から1~2kmの地点に小型の検出器を建設し、立坑の中で上下に昇降させながらビームによる反応を高統計で測定する中間距離水チェレンコフ検出器「IWCD」計画が提案されています。本研究はIWCDの建設へ向けた開発・設計を行います。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、中間距離水チェレンコフ検出器（IWCD）の開発を行った。IWCDでは、19本の3インチPMTを並べたマルチPMTモジュールを使用する。研究期間内には、マルチPMTに使用する3インチPMTについて、地磁気による影響などの性能評価試験を行った。測定ではアフターパルスと呼ばれるノイズの存在を明らかにし、設計の変更により大幅な改善を実現した。現在は、国際協力によりマルチPMTの製作に着手している。また、シミュレーションを用いた研究により、IWCDでのニュートリノ反応の識別手法を開発した。さらに、専門家を交えてIWCDの基幹技術である水槽の上下機構を検討し、その概念設計を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、中間距離水チェレンコフ検出器（IWCD）の基幹技術である光センサー（マルチPMT）の開発と水槽上下機構を含む検出器の概念設計が進み、その実現性が高められた。IWCD研究グループでは、これらの成果をもとに、IWCDの実証試験としてCERNで行われるビームテストに向けてマルチPMTの製作を開始し、検出器の詳細な設計にも着手している。将来的には、IWCD検出器の実現により、ハイパーカミオカンデにおけるニュートリノ振動測定の精度が向上し、ニュートリノにおけるCP対称性の破れの発見が期待される。
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