ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊探索高感度化に向 けた開発研究

• 研究課題/領域番号: 26800116
• 研究種目: 若手研究(B)
• 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: 丸藤 亜寿紗 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教育研究支援者 (20704399)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: ニュートリノ / 二重ベータ崩壊 / 液体シンチレータ / カムランド / 素粒子実験

研究成果の概要

ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の探索はニュートリノのマヨラナ性を現実的に調べられる唯一の方法であり、世界中で様々な実験が行われている。実験の次なるターゲット、逆階層構造の探索(半減期で10の26-27乗年)に到達するには実験の更なる高感度化が求められており、液体シンチレータを用いた大型実験の場合、エネルギー分解能の改善が大きなポイントとなる。本研究では発光量の高い液体シンチレータの開発に主眼を置いた。有力な溶媒候補であるリニアアルキルベンゼンを用いて、純化の方法を確立し、これによって現行の液体シンチレータの1.52倍の発光量を得られた。

研究成果

• [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] 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] 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] 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] 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] Laboratory studies on the removal of radon-born lead from KamLAND’s organic liquid scintillator (2015)
  • 著者名/発表者名: KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods A 巻: 769 ページ: 79-87
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.09.050
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A compact ultra-clean system for deploying radioactive sources inside the KamLAND detector (2014)
  • 著者名/発表者名: T.I. Banks, S.J. Freedman, J. Wallig, N. Ybarrolaza, A. Gando, Y. Gando , H. Ikeda, K. Inoue, Y. Kishimoto, M. Koga et al.
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Meth. 巻: A769 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1016/j.nima.2014.09.068
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也
  • 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
• [学会発表] Search for neutrinoless double beta decay with KamLAND-Zen (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Gando for the KamLAND-Zen Collaboration
  • 学会等名: Neutrinos and Dark Matter in Nuclear Physics 2015
  • 発表場所: Jyvaskyla, Finland
  • 年月日: 2015-06-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也, 他KamLAND-Zen Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会(2015年)
  • 発表場所: 早稲田大学 (東京都)
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Recent results from KamLAND-Zen (2015)
  • 著者名/発表者名: Azusa Gando for KamLAND-Zen Collaboration
  • 学会等名: 50th Rencontre de Moriond
  • 発表場所: La Thuile, Italy
  • 年月日: 2015-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] KamLAND-Zen純化後のデータを用いた136Xe二重ベータ崩壊の寿命測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸藤亜寿紗, 他KamLAND-Zen Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2014秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学 (佐賀県)
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也, 他KamLAND-Zen Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会2014秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学 (佐賀県)
  • 年月日: 2014-09-20
• [備考] 東北大学ニュートリノ科学研究センター
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/rcns/
• [備考] KamLAND
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/