| 研究課題/領域番号 |
23KF0110
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
横山 将志 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90362441)
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| 研究分担者 |
FERLEWICZ DANIEL 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-07-26 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2025年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | ニュートリノ / CP対称性 / ニュートリノ振動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
J-PARC加速器とスーパーカミオカンデ検出器を使った長基線ニュートリノ振動実験T2K実験において、ニュートリノ振動におけるCP対称性の破れを世界最高の感度で探索する。 特に、2023年度に新たに導入されるSuperFGD検出器のデータを用い、ニュートリノ-原子核反応の不定性に起因する系統誤差を削減して、ニュートリノ振動測定の感度向上を達成する。
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| 研究実績の概要 |
J-PARC加速器とスーパーカミオカンデ検出器を使った長基線ニュートリノ振動実験T2K実験において、新たなニュートリノ測定装置SuperFGD検出器の試験・設置・立ち上げを進めた。SuperFGD検出器は、1cm角のプラスチックシンチレータキューブを200万個積層し、内部でのニュートリノ反応で生成された荷電粒子によるシンチレーション光を３方向から波長変換ファイバーで導き、約56,000個の半導体検出器MPPCで検出する、画期的な設計のニュートリノ検出器である。ニュートリノ反応事象を1cm間隔に細分化し、その３方向への射影を不感部なく検出することで、ニュートリノ-原子核反応の理解を飛躍的に向上させ、ニュートリノ振動の測定に関わる不定性を削減してCP対称性の破れの探索を世界最高感度で進める。
SuperFGD検出器は2023年夏まで試験運転を行った後、2023年10月に実験ホールに設置した。事前試験・立ち上げ期にはJ-PARC施設に滞在し、現場チームの主要メンバーとしてプロジェクトを推進した。その後データ収集においては運用中に装置の健全性を即時に確認するためのオンラインモニターの開発や検出器の基本的な較正を行った。さらに、データを用いて評価した検出器実機の性能をシミュレーション・再構成ソフトウェアに反映するためのグループを新たに形成して、装置の性能を最大化しデータ解析に進めるための準備を着実に進めている。SuperFGDのデータ解析への応用も考え、機械学習のワークショップにも参加した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2023年にSuperFGD検出器を実験ホールに設置し、その前後の動作確認、検出器の較正、運用時のモニター整備など、今後の安定したデータ収集とデータ解析に向けた準備を着実に進めることができた。検出器の基本的な理解から飛跡や事象の再構成へと繋げる開発を行うグループを組織化し、系統的に研究を進める体制を整えた。予定通り、ハードウェア・ソフトウェア両面から今後の本格的なデータ収集に向けて着実に準備を進めることができており、研究は順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度には、SuperFGDの本格的なデータ収集を開始する。安定した運用システム、測定器の較正、再構成ソフトウェアの開発、などの整備を進める。ニュートリノ-原子核反応断面積の測定を行い、ニュートリノ振動測定の精度向上につなげる。
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