高エネルギー長基線における電子ニュートリノ振動研究

• 研究課題/領域番号: 26287043
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小松 雅宏 名古屋大学, 教養教育院, 准教授 (80345842)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: neutrino / oscillation / long baseline / electron neutrino / ニュートリノ振動 / タウニュートリノ / 電子ニュートリノ / 素粒子実験 / 原子核乾板 / OPERA実験

研究成果の概要

LSNDに始まり、MiniBooNE実験にても決着を見ない電子ニュートリノへの振動(LSND問題)に決着をつける事を目的とした本研究課題では、OPERA実験の全統計に対して解析を行い、その結果を2017年4月にイタリアのGran Sasso 研究所で成果発表を行った。
約7000のニュートリノ反応を対象とした解析から、合計で32個の電子ニュートリノ反応を検出した。統計が増したことにより、エネルギー分布を考慮した shape 解析を可能とした。結果として、3+1のフレームワークにて混合角の90%信頼度での上限値を sim^2(2theta_mue)<0.019を達成した。

研究成果

• [国際共同研究] INFN Sezione di Napoli/INFN Sezione di Padova/LNGS(Italy)
• [国際共同研究] INR/Lomonosov Moscow State University/JINR(ロシア連邦)
• [国際共同研究] LHEP, University of Bern(Switzerland)
• [国際共同研究] LAPP, CNRS/IN2P3/IPHC, CNRS/IN2P3(France)
• [国際共同研究] METU - Middle East Technical University(Turkey)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] INFN Sezione di Napoli/INFN Sezione di Padova/Universita di Salerno(Italy)
• [国際共同研究] INR - Institute for Nuclear Research/Lomonosov Moscow State University/Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)
• [国際共同研究] University of Bern(Switzerland)
• [国際共同研究] LAPP, Universite Savoie Mont Blanc/IPHC, Universite de Strasbourg(France)
• [国際共同研究] METU - Middle East Technical University(Turkey)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Latest results on νμ→ντ oscillations from the OPERA experiment (2016)
  • 著者名/発表者名: OPERA Collaboration (Masahiro Komatsu (Nagoya U.) for the collaboration)
  • 雑誌名: Nucl.Part.Phys.Proc. 巻: 273-275 ページ: 1865-1869
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2015.09.301
  • 国際共著
• [雑誌論文] Limits on muon-neutrino to tau-neutrino oscillations induced by a sterile neutrino state obtained by OPERA at the CNGS beam (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shiraishi, et al.
  • 雑誌名: JHEP 巻: 06 号: 6 ページ: 069-069
  • DOI: 10.1007/jhep06(2015)069
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Discovery of τ Neutrino Appearance in the CNGS Neutrino Beam with the OPERA Experiment (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shiraishi, et al.
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 115 号: 12 ページ: 121802-121802
  • DOI: 10.1103/physrevlett.115.121802
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Test Experiment to Develop a Neutrino Detector with Emulsions for Neutrino-Nucleus Cross Section Measurements at J-PARC (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Aoki, T. Fukuda, N. Kitagawa, M. Komatsu, T. Matsuo, S. Mikado, N. Naganawa, M. Nakamura, Y. Nakatsuka, S. Ogawa, O. Sato, and H. Shibuya
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 8 ページ: 0230041-6
  • DOI: 10.7566/jpscp.8.023004
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electron identification and energy measurement with Emulsion Cloud Chamber (2015)
  • 著者名/発表者名: Nobuko Kitagawa
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 80 ページ: 87-89
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2015.11.099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The OPERA experiment (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Shiraishi, et al.
  • 雑誌名: Nucl. Part. Phys. Proc. 巻: 10 ページ: 87-93
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2015.10.087
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Procedure for short-lived particle detection in the OPERA experiment and its application to charm decays (2014)
  • 著者名/発表者名: N.Agofonova,K.Morishima,T.Nakano,O.Sato 他
  • 雑誌名: Eur.Phys.J 巻: C74 号: 8 ページ: 2986-2986
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-014-2986-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Observation of tau neutrino appearance in the CNGS beam with the OPERA experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: N.Agafonova,T.hayakawa,K.Morishima,T.Nakano,O.Sato 他
  • 雑誌名: PTEP 巻: 10 号: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1093/ptep/ptu132
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study of hadron interactions in a lead-emulsion target (2014)
  • 著者名/発表者名: H.Ishida et al
  • 雑誌名: PTEP 2014 巻: 9 号: 9 ページ: 93C01-0
  • DOI: 10.1093/ptep/ptu119
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement of the TeV atmospheric muon charge ratio with the complete OPERA data set (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova (Moscow, INR), A. Aleksandrov (INFN, Naples), A. Anokhina (SINP, Moscow), S. Aoki (Kobe U.), A. Ariga, T. Ariga (Bern U., LHEP), D. Bender (Middle East Tech. U., Ankara), A. Bertolin (INFN, Padua), C. Bozza (INFN, Salerno & Salerno U.), R. Brugnera (INFN, Padua & Padua U.) et al..
  • 雑誌名: Eur.Phys.J. 巻: C74 号: 7 ページ: 2933-2933
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-014-2933-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] SHiP実験計画におけるニュートリノ物理 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏, 中村光廣, 佐藤修, 中野敏行, 宮西基明, 森島邦博, 長縄直崇, 福田努, 中竜大, 六條宏紀, 北川暢子, 児玉康一A, 渋谷寛B, 小川了B, 青木茂樹C, 高橋覚C, 三角尚治D
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
• [学会発表] ニュートリノ振動実験OPERAの最新結果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐藤修, 小松雅宏他
  • 学会等名: 日本物理学会第72回年次大会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス
• [学会発表] SHiP: a new facility with a dedicated detector for studying tau neutrino properties (2016)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Komatsu
  • 学会等名: The 14th International Workshop on Tau Lepton Physics (Tau2016)
  • 発表場所: 中国北京IHEP
  • 年月日: 2016-09-19
  • 国際学会
• [学会発表] SHiP実験計画におけるニュートリノ物理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏
  • 学会等名: 日本物理学会 2016年春季大会
  • 発表場所: 東北学院大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] OPERA実験における飛跡読取装置HTSを用いたニュートリノ振動解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 早川友博, 小松雅宏他
  • 学会等名: 日本物理学会2016年秋季大会
  • 発表場所: 宮崎大学木花キャンパス
• [学会発表] Neutrino physics in SHiP Experiment at CERN (2015)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science 2015
  • 発表場所: Nagoya Univiersity
  • 年月日: 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] SHiP実験計画におけるニュートリノ物理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Tau Neutrino physics in SHiP at CERN (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏
  • 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 2014
  • 発表場所: 富士Calm(山梨県富士吉田市新屋1400)
  • 年月日: 2014-12-21 – 2014-12-23
• [学会発表] Latest results on nu_mu -> nu_tau oscillations from the OPERA experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏
  • 学会等名: 37th International Conference on High Energy Physics
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 2014-07-02 – 2014-07-09
• [学会発表] Emulsions and scanning technologies (2014)
  • 著者名/発表者名: 小松雅宏
  • 学会等名: 1st SHiP workshop
  • 発表場所: Zurich, Swiss
  • 年月日: 2014-06-10 – 2014-06-12
• [備考] OPERA
  • URL: http://operaweb.lngs.infn.it/