重力波実験技術を応用した新しいニュートリノ質量測定方法の開拓

• 研究課題/領域番号: 25610046
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石徹白 晃治 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (20634504)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: ニュートリノ / ねじれ振り子

研究成果の概要

本研究は, ねじれ振り子を用いた新しいニュートリノ質量測定方法を定量的に評価することを目標にしている. J-PARCの大強度ニュートリノビームを用いたニュートリノの原子核の中性散乱による運動量輸送に着目して, ニュートリノビームがねじれ振り子に与える"力"を精密測定すること利用する. 結果として, 現実的なパラメータをもとに考えると, この方法では質量測定が難しいことがわかった. そのために, ねじれ振り子の改良版として極低温支持系を持つシステムをデザインした. また, 既存のねじれ振り子を２つ用いて, 背景重力波探索を行い, 35-830mHz帯域で世界最高の上限値を与えた.

研究成果

• [雑誌論文] Search for a stochastic gravitational-wave background using a pair of torsion-bar antennas (2014)
  • 著者名/発表者名: Ayaka Shoda, Masaki Ando, Koji Ishidoshiro, Kenshi Okada, Wataru Kokuyama, Yoichi Aso, and Kimio Tsubono
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 89 号: 2 ページ: 27101-27101
  • DOI: 10.1103/physrevd.89.027101
  • 査読あり
• [学会発表] 次世代ねじれ振り子型重力波検出器（Phase-II TOBA）の基本概念設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 正田亜八香，安東正樹，石徹白晃治，岡田健志，麻生洋一，坪野公夫
  • 学会等名: 日本物理学会 秋季大会
  • 発表場所: 高知大学