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原子核乾板ハイブリッド検出器によるニュートリノ反応断面積の精密測定

公募研究

研究領域ニュートリノフロンティアの融合と進化
研究課題/領域番号 16H00873
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東邦大学

研究代表者

小川 了  東邦大学, 理学部, 教授 (10256761)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードニュートリノ / 反応断面積 / エマルション / 原子核乾板
研究実績の概要

本研究では、2014年10月にJ-PARCのニュートリノ実験施設におけるテスト実験として採択されたT60実験の60kg鉄ECCの反ニュートリノビーム照射データを中心に解析を進めた。原子核乾板検出器であるECCは、OPERA実験をはじめとするニュートリノ実験に使われてきたが、高統計の反応断面積測定には使われた実績が無い。原子核乾板中の飛跡の情報を最大限に用いることにより、高効率で低バックグラウンドの測定を実現し、精密な反応断面積測定を実現する。
原子核乾板は、蓄積型の検出器であることから、宇宙線などのバックグラウンドの低減には、飛跡への時間情報を付与する必要がある。T60実験では、エマルションマルチステージシフターにより時間情報を付与するが、飛跡の再構成が1/24終了しており、これを用いたハイブリッド解析を行った。まだ、統計が十分では無いが、少なくとも1本の飛跡がINGRIDと対応が付くことを要求することにより、低多重度の反応まで解析が可能となり、バイアスの小さい解析が可能となっている。並行してECC中の反応点と飛跡情報のみによるニュートリノ反応の検出を進めている。この解析では、反応点からの飛跡数を増やせばバックグランドを減らすことは可能であるが、反応断面積の測定には多重度の少ないニュートリノ反応の検出が不可欠である。ニュートリノ反応の特徴であるECC中から始まる飛跡に対し、飛跡の再構成時に切断された低運動量の飛跡がバックグラウンドとして混入する原因が分かってきており、ニュートリノ-鉄反応断面積測定としてまとめられる予定である。
2017年度は、研究補助員の森元と大学院生の大島が中心となって、データ解析を進めた。成果は、9月と3月の物理学会で報告された。解析の状況および今後の展望は国際会議において小川が報告した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] First neutrino detection with nuclear emulsion at J-PARC neutrino beamline2017

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Fukuda, Shoji Mikado, Yusuke Morimoto, Satoru Ogawa, Hiroshi Oshima, Hiroshi Shibuya et al. (NINJA)
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 063C02 号: 6 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx077

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] First demonstration of an emulsion multi-stage shifter for accelerator neutrino experiments in J-PARC T602017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Yamada, Shoji Mikado, Yusuke Morimoto, Satoru Ogawa, Hiroshi Oshima, Hiroshi Shibuya et al. (NINJA)
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 063H02 号: 6 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx083

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] NINJA実験におけるニュートリノ-鉄荷電カレント反応の解析2018

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉄ECC中の飛跡によるニュートリノ反応の研究2018

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Neutrino and anti-neutrino interactions on Iron using emulsion hybrid detector2018

    • 著者名/発表者名
      小川了
    • 学会等名
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティアの融合と進化」国際会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC T60実験のニュートリノ反応点の詳細解析2017

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC T60実験におけるミューニュートリノ荷電カレント反応の研究2017

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] NINJA実験におけるニュートリノ-鉄反応の詳細解析2017

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 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] NINJA実験における反ニュートリノ荷電カレント反応のハイブリッド解析2017

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 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] Study of neutrino-nucleus interactions with nuclear emulsion at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      HINT2016 (The international workshop on future potential of high intensity accelerators for particle and nuclear physics)
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター(茨城県・那珂郡)
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detailed study of neutrino-nucleus interactions using nuclear emulsion at J-PARC (T60 experiment)2016

    • 著者名/発表者名
      小川了
    • 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 2016
    • 発表場所
      山代温泉 ゆのくに天祥(富山県加賀市)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC T60 - Study of neutrino-nucleus interactions with nuclear emulsion at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 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 2016
    • 発表場所
      山代温泉 ゆのくに天祥(富山県加賀市)
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARCにおける原子核乾板を用いたニュートリノ実験2016

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      画像関連学会連合会第3回秋季大会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学松ヶ崎キャンパス(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC T60 - Study of neutrino-nucleus interactions with nuclear emulsion at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      大島仁、渋谷寛、小川了、松尾友和、森元祐介、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      Asia-Europe-Pacific School of High Energy Physics 2016,University of Chinese Academy of Sciences
    • 発表場所
      The International Conference Centre on the Yanqihu Campus, University of the Chinese Academy of Sciences(China, Beijing)
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC T60における水標的検出器の飛跡解析2016

    • 著者名/発表者名
      松尾友和、渋谷寛、小川了、森元祐介、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 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(宮崎県・宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCにおける原子核乾板を用いたニュートリノビーム照射実験T60の解析報告2016

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 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(宮崎県・宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCにおける原子核乾板を用いたニュートリノ実験2016

    • 著者名/発表者名
      森元祐介、渋谷寛、小川了、松尾友和、大島仁、庵翔太、稲生恒明、水沢萌 他 T60実験グループ
    • 学会等名
      2016年度写真学会年次大会
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 東邦大学 教育・研究データベース

    • URL

      http://www.toho-u.ac.jp/kenkyu_db/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] 東邦大学理学部物理学科

    • URL

      http://www.sci.toho-u.ac.jp/ph/lab/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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