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2022 年度 実績報告書

ニュートリノで拓く素粒子と宇宙

総括班

研究領域ニュートリノで拓く素粒子と宇宙
研究課題/領域番号 18H05535
研究機関京都大学

研究代表者

中家 剛  京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)

研究分担者 清水 格  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (10400227)
佐藤 修  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任准教授 (20377964)
日下 暁人  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (20785703)
石塚 正基  東京理科大学, 創域理工学部先端物理学科, 教授 (40533196)
石原 安野  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40568929)
津村 浩二  九州大学, 理学研究院, 准教授 (40648101)
伊藤 好孝  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
市川 温子  東北大学, 理学研究科, 教授 (50353371)
伊部 昌宏  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (50599008)
早戸 良成  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (60321535)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードニュートリノ / 宇宙 / 素粒子 / 反粒子
研究実績の概要

本領域では、宇宙の初期から現在に至るまでの物理過程を統一的に理解するために、「ニュートリノ」を軸とした [素粒子+宇宙]×[理論+実験] の多角的なアプローチを進めてきた。最終年度として、領域内の研究活動の総括を含めて、2023年3月に京都大学で国際会議「International Conference on the Physics of the Two Infinities」を開催した。会議には、領域評価者が参加し評価を行った。領域の成果としては、A01班は、ニュートリノ質量階層性は逆階層を98%の確率で棄却、陽子崩壊の寿命τp→eπ0>2.4×1034年を付け世界記録を更新した。A02班は、ニュートリノ振動でCPの破ないδCP値を2σ(95%)で排除した。A03班は、マルチメッセンジャー天文観測の開始、モノポールと暗黒物質の探索を実行した。A04班は、CMBによる重力レンズマップとすばる/HSCの銀河サーベイから再構成した重力レンズマップを統合解析して、3.5σの有意性で相関を検出に成功した。B01班は、高圧キセノンガス検出器で3次元飛跡測定、0.72%@511 keVのエネルギー分解能達成、B02班は、新原子核乾板を製造し、NINJA, DsTau, FASERν実験に提供した。C01班は、宇宙再加熱期におけるニュートリノ振動による物質反物質非対称性生成機構の提案、量子重力に関する「沼地条件」の不備を指摘した。C02班は、標準理論を超えた新現象を探り、バリオン数やレプトン数の対称性とその破れが暗黒物質と結びつき、暗黒物質と陽子の寿命が関係する可能性を発見した。
当領域の総括として、当初予想していなかった新しい研究領域(マルチメッセンジャー天文学等、量子と重力の融合と実験的探究)が生まれ、 “素粒子+宇宙”ד理論+実験”における融合的な研究が発展している。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

マンガで科学的な説明を配信: http://higgstan.com
4コマ漫画のパンフレット作成: https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/nucosmos/files/NC-pamph.pdf

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件) 備考 (5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] UC Berkeley/Rochester/Wisconsin(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UC Berkeley/Rochester/Wisconsin
    • 他の機関数
      10
  • [国際共同研究] TRIUMF/U. Victoria/York(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      TRIUMF/U. Victoria/York
    • 他の機関数
      5
  • [国際共同研究] INFN, U.Bari/INFN,U.Napoli/INFN,U.Padova(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN, U.Bari/INFN,U.Napoli/INFN,U.Padova
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] IFJ PAN, Cracow/NCBJ, Warsaw/U. Silesia, Katowice(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      IFJ PAN, Cracow/NCBJ, Warsaw/U. Silesia, Katowice
    • 他の機関数
      3
  • [国際共同研究] ETH Zurich/U. Geneve/CERN(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich/U. Geneve/CERN
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      15
  • [雑誌論文] Search for proton decay via p -> mu+ K0 in 0.37 megaton-years exposure of Super-Kamiokande2022

    • 著者名/発表者名
      R. Matsumoto, Y. Hayato, M. Ishitsuka, M. Kuze, Y. Nishimura, A. Suzuki, R. Wendell et al. (Super-Kamiokande collaboration)
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 106 ページ: 72003

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.072003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First Gadolinium Loading to Super-Kamiokande2022

    • 著者名/発表者名
      K. Abe, H. Sekiya, Y. Hayato, M. Ishitsuka, M. Kuze, Y. Nishimura, A. Suzuki, R. Wendell et al. (Super-Kamiokande collaboration)
    • 雑誌名

      Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A

      巻: 1027 ページ: 166248

    • DOI

      10.1016/j.nima.2021.166248

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of protons and charged pions emitted from numu charged-current interactions on iron at a mean neutrino energy of 1.49 GeV using a nuclear emulsion detector2022

    • 著者名/発表者名
      H. Oshima, T. Nakaya, T. Fukuda, T. Kikawa et al. (NINJA Collaboration),
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 106 ページ: 32016

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.032016

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for Quantum Gravity Using Astrophysical Neutrino Flavour with IceCube2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ishihara, K. Farrag, R. Nagai, N. Shimizu, C. Hill, A. Pollmann, M. Meier, S. Yoshida 他 IceCube Collaborations
    • 雑誌名

      Nature Physics

      巻: 18 ページ: 1287

    • DOI

      10.1038/s41567-022-01762-1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for Relativistic Magnetic Monopoles with Eight Years of IceCube Data2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ishihara, A. Pollmann, R. Nagai, N. Shimizu, C. Hill, K. Farrag, M. Meier, S. Yoshida 他 IceCube Collaborations
    • 雑誌名

      Phys Rev Lett

      巻: 128 ページ: 51101

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.128.051101

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Broadband Multi-layer Anti-reflection Coatings with Mullite and Duroid for Half-wave Plates and Alumina Filters for CMB Polarimetry2022

    • 著者名/発表者名
      Kana Sakaguri, Masaya Hasegawa, Yuki Sakurai, Charles Hill, Akito Kusaka
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 209 ページ: 1079

    • DOI

      10.1007/s10909-022-02847-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] On odd number of fermion zero modes on solitons in quantum field theory and string/M theory.2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Sato, Y. Tachikawa and T. Watari
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 9 ページ: 43

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2022)043

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First Identification of a CMB Lensing Signal Produced by 1.5 Million Galaxies at z~4: Constraints on Matter Density Fluctuations at High Redshift2022

    • 著者名/発表者名
      H. Miyatake et al.
    • 雑誌名

      Phys Rev Lett

      巻: 129 ページ: 61301

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.129.061301

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] A new view of the universe with high-energy astrophysical neutrinos2023

    • 著者名/発表者名
      A. Ishihara
    • 学会等名
      Interdisciplinary Science Conference in Okinawa (ISCO 2023)
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic Microwave Background - challenges and future prospect2023

    • 著者名/発表者名
      A. Kusaka
    • 学会等名
      Frontiers in Cosmology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ- → e+ and μ- → e- in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      J. Sato
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (3rd J-PARC HEF-ex WS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review of neutrino oscillation study using high energy atmospheric neutrinos2022

    • 著者名/発表者名
      A. Ishihara
    • 学会等名
      Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN22)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Atmospheric Neutrino_Reviews on neutrino fluxes (low E atm nu)2022

    • 著者名/発表者名
      K. Sato
    • 学会等名
      Neutirno2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Very forward particle measurements with LHCf and RHICf2022

    • 著者名/発表者名
      H. Menjo
    • 学会等名
      21st International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions (ISVHECRI 2022)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The origin of pseudo-Nabmu-Goldstone-Boson Dark Matter2022

    • 著者名/発表者名
      K. Tsumura
    • 学会等名
      KEK Theory Meeting on Particle Physics Phenomenology (KEK-PH2022) and International Joint Workshop on the Standard Model and beyond
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical overview2022

    • 著者名/発表者名
      O. Yasuda
    • 学会等名
      21st international workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大統一理論におけるヨタスケールの物理2022

    • 著者名/発表者名
      永田夏海
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] 原子核乾板のリフレッシュによる飛跡の消去速度の研究2022

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢(名大)他
    • 学会等名
      日本写真学会2022年年次大会
  • [学会発表] 原子核乾板における高コントラスト現像の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本紗矢(名大)他、
    • 学会等名
      日本写真学会2022年年次大会
  • [備考] ニュートリノで拓く素粒子と宇宙

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/nucosmos/index.html

  • [備考] スーパーカミオカンデ

    • URL

      http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/

  • [備考] T2K実験

    • URL

      https://t2k-experiment.org

  • [備考] IceCube実験

    • URL

      https://icecube.wisc.edu

  • [備考] Simons Observatory

    • URL

      Simons Observatory

  • [学会・シンポジウム開催] International Conference on the Physics of the Two Infinities2023

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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