カムランドでの超高感度2重ベータ崩壊探索を目指す検出器の開発研究

• 研究課題/領域番号: 21244025
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 白井 淳平 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (90171032)
• 連携研究者: 末包 文彦 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (10196678)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2010年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円); 2009年度: 22,230千円 (直接経費: 17,100千円、間接経費: 5,130千円)
• キーワード: 素粒子実験 / ニュートリノ / カムランド / 2重ベータ崩壊 / 液体シンチレータ / キセノン / ２重ベータ崩壊

研究概要

本研究はニュートリノがそれ自体反ニュートリノであれば起こり得る「ニュートリノの出ない2重ベータ崩壊」の発見を目指す検出器の開発研究である。世界最大の液体シンチレータ検出器カムランドを活用し、キセノン136原子核を溶解した液体シンチレータとこれを収納するミニバルーンを開発製作し、世界最高感度での探索実験を行うことに成功した。その結果、発見を主張してきたゲルマニウム76核の実験結果はほぼ排除された。

研究成果

• [雑誌論文] Limit on Neutrinoless ββ Decay of ^<136>Xe from the First Phase of KamLAND-Zen and Comparison with the Positive Claim in ^<76>Ge (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, et al. (The KamLAND-Zen Collaboration)
  • 雑誌名: Physicsl Review Letters 巻: 110 号: 6 ページ: 62502-62502
  • DOI: 10.1103/physrevlett.110.062502
  • 査読あり
• [雑誌論文] カムランド禅実験によるXe^^<136>核のニュートリノレス二重ベータ崩壊の探索:第1フェーズの結果と今 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平、山田悟
  • 雑誌名: 原子核研究 巻: 第50巻2号 ページ: 50-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Limits on Majoron-emitting double-β decays of ^<136>Xe in the KamLAND-Zen experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, et al. (The KamLAND-Zen Collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 86 号: 2 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1103/physrevc.86.021601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the Double-Beta Decay Half-life of ^<136>Xe in KamLAND-Zen (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, et al
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: (受理済み) 号: 4 ページ: 45504-45504
  • DOI: 10.1103/physrevc.85.045504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for extraterrestrial anti neutrino sources with KamLAND detector (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, et al
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 745 号: 2 ページ: 193-200
  • DOI: 10.1088/0004-637x/745/2/193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurement (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, et al
  • 雑誌名: Nature Geoscience 巻: 4 号: 9 ページ: 647-651
  • DOI: 10.1038/ngeo1205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the ^8B Solar Neutrino Flux with the KamLAND Liquid Scintillator Detector (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, et.al., The KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Phys.Rev.C 巻: 84 号: 3 ページ: 35804-35804
  • DOI: 10.1103/physrevc.84.035804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on $￥theta_{13}$ from a three-flavor oscillation analysis of reactor antineutrinos at KamLAND (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, et al
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 号: 5
  • DOI: 10.1103/physrevd.83.052002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the 8B solar neutrino flux with the KamLAND liquid scintillator detector (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, et al., The KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 84 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevc.81.025807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the 8B solar neutrino flux with the KamLAND liquid scintillator detector (2011)
  • 著者名/発表者名: The KamLAND Collaboration (S.Abe, et al)
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on $\theta_{13}$ from A Three-Flavor Oscillation Analysis of Reactor Antineutrinos at KamLAND. (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, et al., KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Radioactive Isotopes through Cosmic Muon Spallation in KamLAND. (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, et al., KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of Radioactive Isotopes through Cosmic Muon Spallation in KamLAND (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, et.al., KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review C 81
  • 査読あり
• [学会発表] KamLAND-Zen: Status and Future (2012)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: Neutrino Oscillation Workshop 2012
  • 発表場所: Otranto, Italy
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] KamLAND-Zen (2011)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: KEK現象論研究会(KEK-PH2012)
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構、つくば市
  • 年月日: 2011-02-28
• [学会発表] KamLAND-Zen (2011)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: KEK現象論研究会(KEK-PH2012)
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 2011-02-28
• [学会発表] KamLAND-Zen (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: 二重ベータ崩壊研究懇談会
  • 発表場所: 岩沼市
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] KamLAND-Zen for the Neutrino-less Double Beta Decay of Xe^^<136> (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: the 3rd GCOE International Symposium "Weaving Science Web beyond Particle- Matter Hierarchy"
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-02-17
• [学会発表] KamLAND-Zen for the Neutrino-less Double Beta Decay of 1367Xe (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: the 3rd GCOE International Symposium "Weaving Science Web beyond Particle-Matter Hierarchy"
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-02-17
• [学会発表] Reactor, Geo and Solar Neutrinos. (2009)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: the 21st Rencontres de Blois
  • 発表場所: ブロワ市、フランス
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] Reactor, Geo and Solar neutrinos (2009)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: XXIst Recontres de Blois, Windows on the Univers
  • 発表場所: Chateau de Blois, sVallee de la Loire, France.
• [学会発表] KamLAND-Zen: Status and Future
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: Neutrino Oscillation Workshop 2012
  • 発表場所: オトラント（イタリア）
• [図書] (2011)
  • 著者名/発表者名: 末包文彦、白井淳平、湯田春雄、共立出版
  • 総ページ数: 398
  • 出版者: 素粒子・原子核物理学の基礎-実験から統一理論まで-
• [図書] 素粒子・原子核物理学の基礎～実験から統一理論まで～ (2011)
  • 著者名/発表者名: 末包文彦, 白井淳平, 湯田春雄(共訳)
  • 出版者: 共立出版株式会社
• [備考]
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/
• [備考]
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.p/kamland/