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南極点複合ニュートリノ望遠鏡で探る深宇宙-高エネルギーニュートリノ天文学の始動

研究課題

研究課題/領域番号 25220706
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関千葉大学

研究代表者

吉田 滋  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (00272518)

研究分担者 石原 安野  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (40568929)
間瀬 圭一  千葉大学, 大学院理学研究院, 助教 (80400810)
研究協力者 Lu Lu  
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
209,170千円 (直接経費: 160,900千円、間接経費: 48,270千円)
2017年度: 21,710千円 (直接経費: 16,700千円、間接経費: 5,010千円)
2016年度: 46,410千円 (直接経費: 35,700千円、間接経費: 10,710千円)
2015年度: 45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2014年度: 52,000千円 (直接経費: 40,000千円、間接経費: 12,000千円)
2013年度: 43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
キーワード宇宙線 / ニュートリノ / 南極 / 素粒子 / 素粒子実験
研究成果の概要

IceCube 実験観測データの高精度解析及び、新型電波検出器の埋設による観測エネルギー領域の拡張により、長年の謎である超高エネルギー宇宙線起源に関する全く新たな知見をニュートリノ観測によって得ることに成功した。さらに高エネルギー宇宙ニュートリノ信号をリアルタイムに同定し、検出情報を世界の天文観測施設にアラートとして送るシステムを開発したことで、可視光・電波・γ線による即時追尾観測が可能となった。この手法により、高エネルギーニュートリノ放射天体候補が初めて同定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ニュートリノ天文学は、宇宙を観測する新たな手法として完全に定着した。ニュートリノは貫通力が極めて高く、宇宙空間を満たす放射やガスにも妨げられることなく、宇宙遠方から直進して地球にまで届くことができる。この特質により、全く新しい宇宙の描像が得られようとしている。ついにニュートリノ放射天体の同定に至った成果は、ニュートリノ観測を軸に様々な観測手段を組み合わせて得られたもので、新たな宇宙の探査方法を拓いたのみならず、報道でも大きく取り上げられるなど、宇宙をさぐる人類の挑戦という視点から多くの社会的関心を引き起こした。

評価記号
検証結果 (区分)

A

評価記号
評価結果 (区分)

A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

報告書

(10件)
  • 2019 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書   研究概要(研究進捗評価) ( PDF )   研究進捗評価(評価結果) ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 研究概要(採択時) ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (14件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 14件、 招待講演 16件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsin - Madison/University of Maryland/LBNL(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] RWTH AACHEN UNIVERSITY/DESY/University of Wuppertal(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Uppsala/Stockholm University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin, Madison/University of Maryland(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] RWTH AACHEN UNIVERSITY/DESY(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ウイスコンシン大学/メリーランド大学/ローレンス バークレー国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] DESY/RWTH Aachen/University of Wuppertal(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ウイスコンシン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] DESY(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] ストックホルム大学/ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] ブリュッセル自由大学(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究] ジェネーブ大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Measurements using the inelasticity distribution of multi-TeV neutrino interactions in IceCube2019

    • 著者名/発表者名
      Aartsen M et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 3 ページ: 032004-032004

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.032004

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential limit on the extremely-high-energy cosmic neutrino flux in the presence of astrophysical background from nine years of IceCube data2018

    • 著者名/発表者名
      Aartsen M et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 6 ページ: 062003-062003

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.062003

    • 関連する報告書
      2017 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] Multimessenger observations of a flaring blazar coincident with high-energy neutrino IceCube-170922A2018

    • 著者名/発表者名
      The IceCube Collaboration、Fermi-LAT、MAGIC、AGILE、ASAS-SN、HAWC、H.E.S.S.、INTEGRAL、Kanata、Kiso、Kapteyn、Liverpool Telescope、Subaru、Swift/NuSTAR、VERITAS、VLA/17B-403 teams
    • 雑誌名

      Science

      巻: 361 号: 6398 ページ: 1378-1378

    • DOI

      10.1126/science.aat1378

    • 関連する報告書
      2017 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] The IceCube realtime alert system2017

    • 著者名/発表者名
      M.G. Aartsen et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics

      巻: 92 ページ: 30-41

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2017.05.002

    • 関連する報告書
      2016 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] Constraints on Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Sources from a Search for Neutrinos above 10?PeV with IceCube2016

    • 著者名/発表者名
      M.G. Aartsen et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 117 号: 24 ページ: 241101-241101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.117.241101

    • 関連する報告書
      2016 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 astrophysical tau neutrinos in three years of IceCube data2016

    • 著者名/発表者名
      G. Aartsen, A.Ishihara, L.Mase, S.Yoshida et al. (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 2 ページ: 022001-022001

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.022001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First constraints on the ultra-high energy neutrino flux from a prototype station of the Askaryan Radio Array2015

    • 著者名/発表者名
      P.Allison, A.Ishihara, K.Mase, S.Yoshida et al (ARA Collaboration)
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics

      巻: 70 ページ: 62-80

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2015.04.006

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ultra-high-energy cosmic neutrinos2014

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshida
    • 雑誌名

      Comptes Rendus Physique

      巻: 15 号: 4 ページ: 309-317

    • DOI

      10.1016/j.crhy.2014.02.014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bounds on the origin of extragalactic ultrahigh energy cosmic rays from the IceCube neutrino observations2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime TAKAMI & Shigeru YOSHIDA
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90 号: 12 ページ: 123-012

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.123012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement in fast particle track reconstruction with robust statistics2014

    • 著者名/発表者名
      M. G. Aartsen, A.Ishihara, K.Mase, S.Yoshida et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      巻: 736 ページ: 143-149

    • DOI

      10.1016/j.nima.2013.10.074

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First observation of PeV-energy neutrinos with IceCube2013

    • 著者名/発表者名
      M. G. Aartsen, A.Ishihara, K.Mase, S.Yoshida et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 111 号: 2 ページ: 021103-021103

    • DOI

      10.1103/physrevlett.111.021103

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Probing the origin of cosmic-rays with extremely high energy neutrinos using the IceCube Observatory2013

    • 著者名/発表者名
      M. G. Aartsen, A.Ishihara, K.Mase, S.Yoshida et al (IceCube Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 88 号: 11 ページ: 042004-042004

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.112008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Observation of radio signals from an electron in an ice target2018

    • 著者名/発表者名
      Keichi Mase
    • 学会等名
      ARENA 2018, Catania, Italy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-messenger astronomy driven by the High-energy cosmic neutrinos2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yoshida
    • 学会等名
      CRIS 2018, Portopalo di Capo Passero, Italy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Constratins on UHECR sources with 9 years of the IceCube EHE data.2018

    • 著者名/発表者名
      Aya Ishihara
    • 学会等名
      VLVNT 2018, Dubna, Moscow region, Russia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エネルギー宇宙ニュートリノから展開するマルチメッセンジャー天文学2018

    • 著者名/発表者名
      石原安野
    • 学会等名
      日本天文学会 秋季年会・企画セッション
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental calibration of the ARA neutrino telescope with an electron beam in ice2016

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Mase
    • 学会等名
      ARENA 2016, Netherlands
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraints on UHECR sources from IceCube2016

    • 著者名/発表者名
      Aya Ishihara
    • 学会等名
      UHECR 2017, Kyoto
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] What have we learnt about the sources of ultra-high energy cosmic rays via Neutrino Astronomy2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yoshida
    • 学会等名
      CRIS 2016, Italy
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring the origin of UHECRs with very-high energy neutrinos2015

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshida
    • 学会等名
      AugerPrime Symposium
    • 発表場所
      Malargue, Argentina
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High energy neutrino astronomy2015

    • 著者名/発表者名
      A.Ishihara
    • 学会等名
      TeVPA
    • 発表場所
      柏の葉カンファレンスセンター、Kashiwa, Japan
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing cosmic-ray origin with cosmogenic neutrino search in 6 year of IceCube data2015

    • 著者名/発表者名
      A.Ishihara
    • 学会等名
      TAUP
    • 発表場所
      Torino, Italy
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino Astronomy2015

    • 著者名/発表者名
      A.Ishihara
    • 学会等名
      ICRC
    • 発表場所
      Hague, Netherlands
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental calibration of the ARA radio neutrino telescope with an electron beam in ice2015

    • 著者名/発表者名
      K.Mase
    • 学会等名
      ICRC
    • 発表場所
      Hague, Netherlands
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The recent results from the IceCube neutrino observatory and their implications to the origin of ultrahigh energy cosmic rays2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Yoshida
    • 学会等名
      JGRG 2014
    • 発表場所
      ICRR, University of Tokyo, Kashiwa City, Japan
    • 年月日
      2014-11-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent results from IceCube and the future high energy extension2014

    • 著者名/発表者名
      Aya Ishihara
    • 学会等名
      Recontres du Vietnum
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnum
    • 年月日
      2014-08-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The End-to-End calibration of the ARA detector2014

    • 著者名/発表者名
      K.Mase
    • 学会等名
      ARENA 2014
    • 発表場所
      Annapolis, USA
    • 年月日
      2014-06-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The latest IceCube result2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mase
    • 学会等名
      RICH 2013
    • 発表場所
      湘南
    • 年月日
      2013-12-02 – 2013-12-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] IceCube実験が語るニュートリノと高エネルギー宇宙線起源のリンク2013

    • 著者名/発表者名
      吉田滋
    • 学会等名
      特別推進研究研究会「高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2013」
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2013-09-03 – 2013-09-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] What can we learn about the ultra-high energy cosmic-ray origin from the present results by the IceCube Neutrino Observatory?2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshida
    • 学会等名
      TeVPA 2013
    • 発表場所
      カリフォルニア大学, USA
    • 年月日
      2013-08-26 – 2013-08-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing cosmic-ray origin with the cosmogenic neutrino searches with IceCube2013

    • 著者名/発表者名
      A. Ishihara
    • 学会等名
      TeVPA 2013
    • 発表場所
      カリフォルニア大学, USA
    • 年月日
      2013-08-26 – 2013-08-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] ハドロン宇宙国際研究センター

    • URL

      http://www.icehap.chiba-u.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書 2014 実績報告書 2013 実績報告書
  • [備考] ハドロン宇宙国際研究センター

    • URL

      http://www.icehap.chiba-u.jp/frontier/pub-NA-j.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-06-20   更新日: 2022-04-28  

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