超高感度マヨナラニュートリノ探索

• 研究課題/領域番号: 25707014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 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 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2013年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
• キーワード: ニュートリノ / マヨラナ / ２重ベータ崩壊 / マヨラナ性 / カムランド / マヨナラ性

研究成果の概要

本研究の目的はニュートリノのマヨラナ性(マヨラナニュートリノ) を証明することで、素粒子物理学に残された「軽いニュートリノ質量」と「物質優勢宇宙」という大きな問題を解決に導くことである。マヨラナニュートリノを示すには、特定原子核(例えば76Ge や136Xe) のニュートリノ放出を伴わない２重 (0v2b) 崩壊事象の検出すれば良いことが知られている。本研究は、136Xeの0v2b崩壊探索実験 (KamLAND-Zen)の高感度化を目指したR&Dを行った。特に、光るバルーンとイメージングカメラという２つの新しいバックグランド低減方法の技術実証に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Search for double-beta decay of 136Xe to excited states of 136Ba with the KamLAND-Zen experiment (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Asakura, A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, T. Ishikawa, S. Ishio, M. Koga, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakamura, S. Obara, M. Otani, T. Oura, I. Shimizu, Y. Shirahata, et al.
  • 雑誌名: Nuclear Physics A 巻: 946 ページ: 171-181
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysa.2015.11.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] KamLAND Sensitivity to Neutrinos from Pre-Supernova Stars (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Asakura, A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, T. Ishikawa, S. Ishio, M. Koga, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakamura, S. Obara, T. Oura, I. Shimizu, Y. Shirahata, J. Shirai,K. et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 818 号: 1 ページ: 91-91
  • DOI: 10.3847/0004-637x/818/1/91
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of electron anti-neutrinos associated with gamma-ray bursts using KamLAND (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Asakura, A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, T. Ishikawa, S. Ishio, M. Koga, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakamura, S. Obara, Y. Oki, T. Oura, I. Shimizu, Y. Shirahata, et al.
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 806 号: 1 ページ: 87-87
  • DOI: 10.1088/0004-637x/806/1/87
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Pre-supernova Neutrino Emissions from ONe Cores in the Progenitors of Core-collapse Supernovae: Are They Distinguishable from Those of Fe Cores? (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato, Chinami; Delfan Azari, Milad; Yamada, Shoichi; Takahashi, Koh; Umeda, Hideyuki; Yoshida, Takashi; Ishidoshiro, Koji
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 808 号: 2 ページ: 168-168
  • DOI: 10.1088/0004-637x/808/2/168
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 7Be solar neutrino measurement with KamLAND (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, H. Hanakago, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, H. Ishikawa, Y. Kishimoto, M. Koga, R. Matsuda, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakajima, K. Nakamura, A. Obata, A. Oki, Y. Oki, M. Otani, I. Shimizu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 92 号: 5 ページ: 055808-055808
  • DOI: 10.1103/physrevc.92.055808
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Search for the proton decay mode p→nubar K+ with KamLAND (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Asakura, A. Gando, Y. Gando, T. Hachiya, S. Hayashida, H. Ikeda, K. Inoue, K. Ishidoshiro, T. Ishikawa, S. Ishio, M. Koga, R. Matsuda, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakamura, S. Obara1, Y. Oki, T. Oura, I. Shimizu, et al.
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 92 号: 5 ページ: 0520006-0520006
  • DOI: 10.1103/physrevd.92.052006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reactor on-off antineutrino measurement with KamLAND (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, H. Yoshida, et al. (The KamLAND Collaboration, 44名省略)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 号: 3 ページ: 33001-33001
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.033001
  • 査読あり
• [学会発表] イメージング検出器を用いた液体シンチレータ中の粒子識別へ向けた研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高井貴行
  • 学会等名: 日本物理学会 第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 大型液体シンチレータ検出器による超新星ニュートリノ研究の可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 日本天文学会2016年春季年会
  • 発表場所: 首都大学東京(東京都八王子市)
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ishidoshiro
  • 学会等名: 新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会2015
  • 発表場所: ニューウェルシティ湯河原(静岡県熱海市)
  • 年月日: 2015-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] Future Supernova neutrino experiments (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Ishidoshiro
  • 学会等名: 10th International Workshop on Neutrino-Nucleus Interactions in the Few-GeV Region
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2015-11-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 天体活動と超新星ニュートリノ (2015)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 重力波天体・地下素核研究・中性子星核物質, 新学術３領域合同シンポジウム「多面的アプローチで解きあかす宇宙と天体」
  • 発表場所: 東北大学(宮城県仙台市)
  • 年月日: 2015-07-25
• [学会発表] Low-energy Neutrino Astrophysics in KamLAND (2015)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: KEK physics seminar
  • 発表場所: KEK(茨城県つくば市)
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] 天体活動と重元素生成の解明へ向けた超新星ニュートリノ観測システムの高度化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 新学術領域「地下素核研究」第2回 領域研究会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-05-15
• [学会発表] KamLAND-Zen将来計画へ向けた発光性バルーンフィルムの開発研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小原脩平
  • 学会等名: 新学術領域「地下素核研究」第2回 領域研究会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-05-15
• [学会発表] KamLand-Zenバックグラウンド除去に向けたイメージング検出器開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高井貴行
  • 学会等名: 新学術領域「地下素核研究」第2回 領域研究会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-05-15
• [学会発表] 液シン型検出器による超新星ニュートリノ研究の現状と展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 第一回超新星ニュートリノ研究会
  • 発表場所: 東京理科大学 (野田)
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] KamLAND-Zen (2014)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 東京大学安東研セミナー
  • 発表場所: 東京大学 (東京)
  • 年月日: 2014-12-02
• [学会発表] カムランドによる超新星前兆ニュートリノ観測と爆発前超新星アラームの可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 東北大学天文学教室談話会
  • 発表場所: 東北大学 (仙台)
  • 年月日: 2014-10-27
• [学会発表] KamLAND-Zen (2014)
  • 著者名/発表者名: Koji Ishidoshiro
  • 学会等名: DBD2014
  • 発表場所: Hawaii, US
  • 年月日: 2014-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] カムランドにおける超新星前兆ニュートリノの検出可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 日本天文学会2014年秋季年会
  • 発表場所: 山形大学 (山形)
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 超新星（前兆）ニュートリノ (2014)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 新学術「地下素核研究」第一回研究会
  • 発表場所: 大阪大学 (大阪)
  • 年月日: 2014-08-24
• [学会発表] KamLAND実験における計測システム
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: 計測システム研究会
  • 発表場所: 核融合科学研究所
• [学会発表] Image capturing at KamLAND
  • 著者名/発表者名: Ishidoshiro Koji
  • 学会等名: MNR2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Imaging device study with KamLAND
  • 著者名/発表者名: Shohei Ishio
  • 学会等名: MNR2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Geo-neutrino measurements with KamLAND
  • 著者名/発表者名: Ishidoshiro Koji
  • 学会等名: Goldschmidt2013
  • 発表場所: Florence, Italy
• [学会発表] KamLAND2-Zenに向けたシンチレーションフィルムの研究
  • 著者名/発表者名: 小原脩平
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] KamLAND-Zen実験における粒子識別へ向けたイメージング検出装置の研究
  • 著者名/発表者名: 石尾昌平
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] KamLAND
  • 著者名/発表者名: Koji Ishidoshiro
  • 学会等名: NNN13
  • 発表場所: IPMU
  • 招待講演
• [学会発表] kamLAND2-Zenにむけたシンチレーションフィルムの研究
  • 著者名/発表者名: 小原脩平
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [備考] KamLAND web page
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/
• [備考]
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/rcns/
• [備考] KamLAND web page
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/