| 研究課題/領域番号 |
21H01108
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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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
福田 努 名古屋大学, 高等研究院, 特任講師 (10444390)
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| 研究分担者 |
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)
中平 武 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, 教授 (30378575)
中家 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)
早戸 良成 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (60321535)
南野 彰宏 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70511674)
三角 尚治 日本大学, 生産工学部, 准教授 (80408947)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
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| キーワード | 原子核乾板 / ニュートリノ / 電子ニュートリノ / ステライルニュートリノ / NINJA実験 / グラフ理論 / J-PARC / 加速器 / ELPH加速器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
標準的な３種類のニュートリノ振動の枠組みから外れたステライルニュートリノの存在を示唆する実験結果の報告が相次いでおり、早期の追証・決着が強く望まれている。
本研究ではJ-PARCニュートリノビームを使い、原子核乾板検出器で電子ニュートリノ反応を測定し、ステライルニュートリノへのニュートリノ振動を通した電子ニュートリノ超過を探索する実験の実現に向けて、東北大学電子光理学研究センターにて電子ビーム照射実験を実施し、原子核乾板検出器の電子に対する応答性能評価を行う。また、本番の1/10規模の検出器をJ-PARCに設置し、ニュートリノビーム照射実験を実施して、電子ニュートリノ反応断面積の測定を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、NINJA実験における原子核乾板を用いた将来のステライルニュートリノ検証に向けて、新奇な検出器構成やグラフ理論に基づく飛跡再構成法の開発など新しい電子ニュートリノ反応解析手法を開発した。また、東北大学電子光理学研究センターでの陽電子ビーム照射実験とJ-PARCでのニュートリノビーム照射実験を成功裏に遂行して、本番のステライルニュートリノ検証実験への土台を築くことができた。
さらに、NINJA実験の解析を進め、ニュートリノ-核子反応測定に向けた重水標的・原子核乾板検出器を用いたニュートリノ-重水反応の検出・反ニュートリノ-鉄原子核荷電カレント反応における荷電π粒子過剰生成を検出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
20年以上解決していない、標準的な３種類のニュートリノ振動の枠組みから外れたステライルニュートリノの存在について早期の追証・決着が強く望まれている。原子核乾板実験は極小の背景事象の元でステライルニュートリノ検証が可能である。本研究の結果により、この将来実験に向けて着実な一歩を踏み出すことができた。
また、原子核乾板によるニュートリノ-重水反応の検出・反ニュートリノ-鉄反応における荷電π粒子の過剰生成の検出といった結果は、今後のニュートリノ-核子/原子核反応の研究を大きく進展させるのみならず、ニュートリノCP非対称性の検証を目指すニュートリノ振動実験での系統誤差の抑制に繋がることが期待される。
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