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高分解能飛跡検出器を用いた二重ベータ崩壊実験

研究課題

研究課題/領域番号 26287048
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
研究機関首都大学東京

研究代表者

角野 秀一  首都大学東京, 理学研究科, 教授 (70376698)

研究分担者 住吉 孝行  首都大学東京, 理学研究科, 客員教授 (30154628)
石原 信弘  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (50044780)
岩瀬 広  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教 (00469876)
研究協力者 加藤 義昭  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード二重ベータ崩壊 / ニュートリノ / マヨラナ性 / 飛跡検出器 / マヨラナ粒子 / 素粒子実験 / 実験核物理 / 二重ベータ崩壊実験装置開発 / ドリフトチェンバー開発
研究成果の概要

ニュートリノのマヨラナ性の検証を目的とするニュートリノレス二重ベータ崩壊探索実験のための新しい実験装置の開発を行っている。ガス飛跡検出器を用いて、2本のベータ線の運動学的情報を全て捕えることで背景事象との区別を行う。本研究課題においては、改良を重ねた第三世代の実験装置の開発を行った。当初目標の、実験装置を用いた二重ベータ崩壊実験の開始までは至らなかったが、高エネルギー加速器研究機構と首都大でそれぞれ飛跡検出器の開発・試験を行ない、宇宙線信号を用いて、その飛跡を3次元的に捕えることができることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題で探求した実験手法が確立され、もしニュートリノレス二重ベータ崩壊が発見され、ニュートリノがマヨラナ粒子であることが証明された場合には、本手法で得ることができるベータ線の間の角相関の情報を用いて、さらにニュートリノレス二重ベータ崩壊に寄与する新物理の候補を絞り込むことができる。また、ニュートリノレス二重ベータ崩壊が世界各地の実験で発見されない状況においては、ニュートリノレス4重ベータ崩壊の探索を通して、逆にニュートリノがディラック粒子であることを積極的に証明できる可能性がある。本研究課題の成果はそれらに向けた一歩である。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Performance of the drift chamber beta-ray momentum analyzer for double beta decay experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Ishihara N.、Ohama T.、Yamada Y.、Kato Y.、Inagaki T.、Iwai G.、Iwase H.、Kawai M.、Kondou Y.、Makida Y.、Takahashi K.、Ujiie N.、Tanaka K.、Tonooka M.、Hamatsu R.、Ishikawa T.、Igarashi H.、Ito T.、Kakizaki M.、Kakuno H.、Kitamura S.、Sumiyoshi T.、Yoshioka T.、Ishizuka T.、Tamura N.、Sakamoto Y.、Nagasaka Y.、Ito R.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 号: 7 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx091

    • 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
  • [学会発表] DCBA実験の現状2018

    • 著者名/発表者名
      堀 悠平
    • 学会等名
      第3回 二重ベータ崩壊若手研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] DCBA/MTDによるレプトン数非保存事象の探索2018

    • 著者名/発表者名
      石原信弘
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会(2018年)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二重ベータ崩壊実験DCBA-T3の現状2017

    • 著者名/発表者名
      吉岡輝昭
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] "Status of the DCBA experiment"2016

    • 著者名/発表者名
      角野秀一
    • 学会等名
      International Workshop on "Double Beta Decay and Underground Science", DBD16
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 二重ベータ崩壊実験DCBAの現状2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆晃
    • 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
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DCBA実験における飛跡再構成の性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      柿崎正貴
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 二重β崩壊実験DCBAの現状とシミュレーションによる検出器性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      柿崎正貴
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] DCBAによる二重ベータ崩壊実験の現状報告XVIII2015

    • 著者名/発表者名
      角野秀一
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DCBAによる二重ベータ崩壊実験の現状報告XVII2014

    • 著者名/発表者名
      角野秀一
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 二重ベータ崩壊実験DCBA-T3における飛跡検出器と読み出し機器の開発2014

    • 著者名/発表者名
      伊東孝行
    • 学会等名
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] DCBAホームページ

    • URL

      https://wiki.kek.jp/pages/viewpage.action?pageId=11931117

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] DCBAホームページ

    • URL

      http://wiki.kek.jp/pages/viewpage.action?pageId=11931117

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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