J-PARCステライルニュートリノ探索用検出器開発研究

• 研究課題/領域番号: 26400286
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 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: 東北大学
• 研究代表者: 古田 久敬 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 研究支援者 (50467023)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: ステライルニュートリノ / ニュートリノ振動 / ガドリニウム液体シンチレータ / J-PARC / 波形弁別法 / 液体シンチレータ / 波形弁別 / Birks係数 / 透過率 / 粒子識別検出器デザインの決定 / 背景事象測定

研究成果の概要

重力しか感じない３世代を超えるステライルニュートリノは、LSND実験でその可能性が示唆された標準模型では説明できない粒子である。そのため、このステライルニュートリノは、発見されれば、宇宙、素粒子物理に大きなインパクトを与える。
現在世界で唯一LSND実験の直接的な追試実験としてJSNS2実験が計画されている。JSNS2実験は、J-PARC MLF施設を利用したステライルニュートリノ探索実験である。
本研究では、MLF施設内の検出器設置候補地点において背景事象測定を行い、測定結果とMCシミュレーションを比較することで、検出器デザインの構築及び背景事象量の見積りを行った。

研究成果

• [雑誌論文] Status Report (22th J-PARC PAC): Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF (E56, JSNS2) (2016)
  • 著者名/発表者名: S.Hasegawa, T.Maruyama, T.Kawasaki, S.Iwata, T.Shima, Y.Sugaya, H.Furuta, Y.Hino, F.Suekane, I.Stancu, M.Yeh, E.Iwai, J.Jordan, J.Spitz
  • 雑誌名: arxiv[physics.ins-det] 巻: 1610 ページ: 08186-08186
  • 国際共著
• [雑誌論文] On-site background Measurements for the J-PARC E56 Experiment: A Search for Sterile Neutrino at J-PARC MLF (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ajimura, S. Ajimura, T. J. C. Bezerra, E. Chauveau, T. Enomoto, H. Furuta, M. Harada, S. Hasegawa, T. Hiraiwa, Y. Igarashi, E. Iwai, T. Maruyama, S. Meigo, T. Nakano, M. Niiyama, K. Nishikawa, M. Nomachi, R. Ohta, H. Sakai, K. Sakai, S. Sakamoto et al.
  • 雑誌名: PTEP 巻: 063C01 号: 6 ページ: 78-78
  • DOI: 10.1093/ptep/ptv078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 2 (2017)
  • 著者名/発表者名: 日野陽太
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
• [学会発表] 波形弁別能力を実装したGd入り液体シンチレータの CYRIC 70MeV中性子ビームを用いた性能評価測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古田久敬
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
• [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験のための背景事象測定結果1 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂井勇登
  • 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（東京）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ検出器設置候補地での背景事象測定結果1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂井勇登
  • 学会等名: 日本物理学会2014秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] A Search for Sterile Neutrino at J-PARC Materials and Life Science Experimental Facility (2014)
  • 著者名/発表者名: 古田久敬
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC 2014
  • 発表場所: EPOCHAL TSUKUBA（つくば）
  • 年月日: 2014-07-15
• [備考] J-PARC MLF中性子源を用いたステライルニュートリノ探索
  • URL: http://research.kek.jp/group/mlfnu/index.html