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太陽g-mode振動を起源とする太陽ニュートリノの周期的な強度変化の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K13942
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関東京大学

研究代表者

中野 佑樹  東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (70781889)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード太陽ニュートリノ / Super-Kamiokande / 太陽g-mode振動 / ラドン / 宇宙線ミューオン / g-mode振動 / 星辰学 / 太陽標準模型 / 太陽フレア / 星震学 / 惑星起源・進化
研究開始時の研究の概要

太陽内部で生じているとされている太陽g-mode振動は存在が予言されているものの、未だに観測例の報告がない。これは、太陽内部の情報は、光学的に観測することができないことに由来する。したがって、本研究では、Super-Kamiokande実験で取得された太陽ニュートリノ観測データから、周期的な信号を探索することで、透過性の高いニュートリノを用いて太陽内部の運動(g-mode振動)のを探索することを試みる。最終的に、太陽ニュートリノの強度変化の振幅、太陽内部での振動現象の周期、核領域での密度変化、温度変化に関する研究成果を得ることを目標とする。

研究成果の概要

Super-Kamiokande検出器における太陽ニュートリノの観測データを用いて、太陽g-mode振動に由来する太陽ニュートリノ到来強度の周期的な変動を探索する研究を実施した。このような研究を達成するためには、純水 (Gd溶解水)中に含まれる放射性物質ラドンの分析、および宇宙線ミューオンに由来する放射性物質(同位体)の評価が必要である。本研究では、中空糸膜モジュールを新規に開発し、ラドン分析システムを構築した。また、宇宙線ミューオンの電荷比や、宇宙線ミューオンの到来頻度の周期的な変動を評価した。今後、今回の研究で得られた知見から物理感度を評価し、実際のg-mode振動探索を実施する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽内部で生じているとされている太陽g-mode振動は存在が予言されているものの、光学的には未だに観測例の報告が無い。太陽ニュートリノを用いることで、光学的には観測することができない太陽内部を伝搬する太陽g-mode振動を探索できる可能性がある。本研究課題では、その探索に向けた基礎研究を実施した。今回の研究では、太陽ニュートリノ信号の周期的な変化を部分的に評価し、太陽g-mode振動探索にはさらなる放射性物質の評価が必要であることを示した。今後、太陽ニュートリノ観測を通して、太陽内部の運動や核融合反応の反応率など、太陽内部の情報を明らかにする研究につながると期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 8件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Solar neutrino measurements using the full data period of Super-Kamiokande-IV2024

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 号: 9 ページ: 092001-092001

    • DOI

      10.1103/physrevd.109.092001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for periodic time variations of the solar 8 B neutrino flux between 1996 and 2018 in Super-Kamiokande2024

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letter

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of the radon adsorption efficiency of activated carbon fiber using tetrafluoromethane2022

    • 著者名/発表者名
      Kotsar Y、Nakano Y、Takeuchi Y、Miuchi K
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac005

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Search for neutrinos associated with solar flare2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Kohei、Nakano Yuuki、Ito Shintaro
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: 395 ページ: 1299-1299

    • DOI

      10.22323/1.395.1299

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of the charge ratio and polarization of cosmic ray muons with the Super-Kamiokande detector2021

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa Hussain、Nakano Yuuki、Koshio Yusuke、Super-Kamiokande Collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: 395 ページ: 360-360

    • DOI

      10.22323/1.395.0360

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of high-sensitivity radon detector in water for neutrino physics2021

    • 著者名/発表者名
      Takeda Atsushi、Nakano Yuuki、Okamoto Kohei、Takeuchi Yasuo
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 2156 号: 1 ページ: 012243-012243

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2156/1/012243

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Scintillation light increase of carbontetrafluoride gas at low temperature2021

    • 著者名/発表者名
      Mizukoshi K.、Maeda T.、Nakano Y.、Higashino S.、Miuchi K.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 16 号: 12 ページ: P12033-P12033

    • DOI

      10.1088/1748-0221/16/12/p12033

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Measurement of the charge ratio and polarization of cosmic-ray muon using the tagged decay-e events in Super-Kamiokande2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, T. Tada, H. Kitagawa, Y. Koshio
    • 学会等名
      ICRC 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Super-Kamiokande検出器を用いた宇宙線ミューオンの電荷比と偏極測定の結果2023

    • 著者名/発表者名
      中野佑樹、多田智昭、小汐由介、佐藤和史
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 高感度ラドン検出器の最近の進展2023

    • 著者名/発表者名
      中野佑樹
    • 学会等名
      第9回 「極低放射能技術」研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande検出器を用いた宇宙線ミューオンの電荷比と偏極測定の天頂角依存性と方位角依存性の結果2023

    • 著者名/発表者名
      中野佑樹、多田智昭、佐藤和史、島村蓮、小汐由介
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of the kaon to pion production ratio with the Super-Kamiokande2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakano, T. Tada, Y. Koshio
    • 学会等名
      ICRC 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Current status of the Super-Kamiokande and SK-Gd2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano
    • 学会等名
      The 21st international workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN22)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent progresses of the radon detector with an electrostatic collection2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano
    • 学会等名
      Low Radioactivity Techniques workshop (LRT2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for neutrinos associated with solar flares in the Super-Kamiokande detector2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano
    • 学会等名
      International Conference on the Physics of the Two Infinities
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of the charge ratio of cosmic-ray muons with the Super-Kamiokande detector2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano
    • 学会等名
      Unreaveling the history of the universe and matter evolution with underground physics
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of neutrinos from the Sun in the Super-Kamiokande detector2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano
    • 学会等名
      The XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Super-Kamiokande検出器を用いた太陽からのニュートリノ観測2022

    • 著者名/発表者名
      中野佑樹
    • 学会等名
      日本天文学会 2022年秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ラドン検出器における湿度依存性の系統的な評価 (3)2022

    • 著者名/発表者名
      中野佑樹, 関谷洋之, 竹内康雄, Guillaume Pronost
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ラドン検出器における湿度依存性の系統的な評価 (2)2022

    • 著者名/発表者名
      中野佑樹, 関谷洋之, 竹内康雄, Guillaume Pronost
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for neutrinos associated with solar flares in the Super-Kamiokande detector2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano for the Super-Kamiokande collaboration
    • 学会等名
      Particle Acceleration in Solar Flares and the Plasma Universe -- Deciphering its features under magnetic reconnection
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent status of SK/SK-Gd2022

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano for the Super-Kamiokande collaboration
    • 学会等名
      新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」Exploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrino
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokandeを用いた太陽フレア由来のニュートリノ探索2022

    • 著者名/発表者名
      中野 佑樹 for the Super-Kamiokande collaboration
    • 学会等名
      2021年度 ISEE 研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ラドン検出器における湿度依存性の系統的な評価2022

    • 著者名/発表者名
      中野 佑樹, 兼村 侑希, G. Pronost, 関谷 洋之, 竹内 康雄
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for neutrinos associated with solar flares in the Super-Kamiokande detector2021

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Nakano for the Super-Kamiokande collaboration
    • 学会等名
      新学術「地下宇宙」2021年領域研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Yuuki Nakano's Homepage

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/astropp/ynakanoindex.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Yuuki Nakano's Homepage

    • URL

      https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/~ynakano_s/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Yuuki NakanoのHP

    • URL

      https://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/~ynakano_s/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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