| 研究領域 | 地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05251
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小原 脩平 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (70834711)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ニュートリノ / マヨラナ / キセノン / ガス検出器 / ディラック |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ニュートリノがマヨラナであった場合に見られるとされる"ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊(0v2b)"の探索が世界各国で進められているものの, 仮にディラックであった場合には永久に信号を見つけることができない. 本研究では上記0v2b探索をしつつ, ディラック型の場合にのみ見つけられる"ニュートリノを伴わない四重ベータ崩壊(0v4b)"の探索を目指す.
現在開発中の高圧キセノンガス飛跡検出器「AXEL」が, 0v2bのQ値である2.46MeVにおいての高エネルギー分解能および飛跡検出能力を持つ上で, 0v4bのQ値79keVという低エネルギー事象での飛跡識別能力を実証するため, 検出器の開発及び改善を行う.
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| 研究実績の概要 |
ニュートリノのマヨラナ性検証のための検出器開発と並行して、その飛跡検出能力を生かしてニュートリノがディラックであった場合に見えるとされる信号探索も可能なように改良を施している。
まずタイミングを測定するための光検出器はこれまでは一部しか導入できていなかったものを、今回本数を増やして導入することができた。これによって検出器内部の限定された体積領域のみしか精度よく時間情報を得られなかったものが、ほぼすべての領域において時間情報を取得することができるようになった。
またエネルギー測定面の光検出器に関しては、測定中に信号線の断線などの問題があったがこれの原因究明および改良が施された。問題は読み出し信号線をFrexiblePrintCable(FPC)にて制作し、基板間コネクタを表面実装してFPC同士を接続していたが、この表面実装部分とFPCカバーレイの間の部分に曲がる力が働いた際に、はんだ付けされた導線が断線するということだった。応急処置としてはPEEK製の補強材を付け加えることで強度を増して実験中の断線を防いだ。また一部フラックスが付着していたことによる接続不良も認められたが、使用前に丁寧な洗浄を心掛けることで解決できた。上記反省を生かして、断線しにくい構造をもったFPCを新たに設計しなおした。上記改良によってこれまでよりも安定的なデータ取得が可能になってきており、放射線源を用いた検出器の性能評価を行った。ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊のQ値である2.5MeV付近への換算値で、ヨーロッパで先行して開発が進められている共同実験とくらべて同等の性能を有することが実証された。さらに飛跡取得にも成功しており、高エネルギー分解能かつ飛跡取得可能なニュートリノ検出器への実現へと着実に進んでいる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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