| 研究課題/領域番号 |
21K03591
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪市立大学 (2021) |
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研究代表者 |
山本 和弘 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80303808)
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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 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 電子増倍管 / ニュートリノ / ミューオン / EMT |
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| 研究開始時の研究の概要 |
T2K実験では、大強度のニュートリノビームを利用してニュートリノ振動を測定し、宇宙にはなぜ反物質はなく物質しかないのかという疑問に答えようとしている。ニュートリノ振動とは、ニュートリノの飛行中にその種類が別の種類に変わる現象のことで、T2K実験では、ミュー型が電子型に変化する現象と、反ミュー型が反電子型に変化する現象の両者を測定し、その非対称性からCP対称性の破れを測定する。このCP対称性の破れが物質・反物質非対称の原因である。この測定を早期に実現するためには、大強度のミューオンを測定する高放射線耐性の検出器が必要であるため、電子増倍管という新しい検出器に着目し、その放射線耐性を測定する。
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| 研究成果の概要 |
長基線ニュートリノ振動実験T2Kは、現在の物質優勢宇宙の解明に向けてニュートリノのCP対称性の破れの発見を目指し高度化を行っている。その中で、J-PARCからスーパーカミオカンデに向けてニュートリノビームを打ち出す方向をリアルタイムで監視するミューオンモニター(MUMON)も、放射線損傷により加速器の増強に耐えられない現行機に代わり、後継候補として電子増倍管(EMT)の開発が進められている。大強度電子線を用いたテスト実験によりEMTが十分な放射線耐性と良好な信号応答線形性を持つことが確認され、さらに7個のEMTをJ-PARCに設置したところ、現行のMUMONと遜色ない性能を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物質優勢宇宙誕生の謎を解くことは、現代物理学の最重要課題の1つである。それには素粒子のCP対称性の破れが必要であるが、測定の結果クォーク以外の源が必要と判明し、我々はT2Kニュートリノ振動実験でニュートリノのCP対称性の破れの発見を目指している。T2K実験の重要検出器の1つにニュートリノの発射方向を測定するミューオンモニターがあるが、ビーム強度増強による放射線増加により新たな検出器が必要となり、電子増倍管(EMT)を開発した。テスト実験の結果、EMTが将来に渡って十分な放射線耐性と優秀な性能を有していることを確認できた。これはニュートリノのCP対称性の破れの発見可能性を確かにする意義がある。
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