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2015 年度 実績報告書

近傍天体ニュートリノ包括的観測体制の構築と天体活動の研究

計画研究

研究領域宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
研究課題/領域番号 26104007
研究機関東北大学

研究代表者

石徹白 晃治  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (20634504)

研究分担者 平出 克樹  東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (10584261)
戸村 友宣  東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (60361317)
梅田 秀之  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60447357)
研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワードニュートリノ / 超新星爆発
研究実績の概要

本研究の目的は, 神岡地下実験施設で稼働してるSuper-Kamiokade, KamLAND, XMASSで協力して, 近傍超新星爆発へそなえた体制を構築することにある. そのために以下の4項目の研究を進めている.
前兆ニュートリノ: KamLANDの超新星爆発前の前兆ニュートリノが検出可能であること示した. 本年度は前兆ニュートリノを用いた超新星アラームを神岡実験施設内に留まらず, 海外の他のグループへの情報提供を開始した.
近傍超新星爆発へ備えたDAQ改良: 近傍超新星爆発へ向けた対策として, Super-KamiokandeとKamLANDでは光電子増倍管のhit情報を記録するシステムを開発として実装した. 今後, いつ近傍超新星爆発が発生しても最小限の情報を得ることが可能となる. また, hit情報を超えて, 間引いて光電子増倍管のチャージや波形などを記録するためのロジック開発を進めている. 間引き記録そのものが上手くいくことの実証を終え, 現在はオンボードでの近傍超新星爆発判定のパラメータの最適化中である. XMASS実験においても, 近傍超新星爆発のような超高頻度イベントに耐えられるトリガーシステムの準備を進めている. 現在は, トリガーシステムのファームウェアを開発中である.
理論研究: 電子捕獲型超新星での前兆ニュートリノを調べて. また, 超新星爆発直前における大質量星の中心部分における進化と前兆ニュートリノの時間進化との関連について調べた論文を作成中である.
超新星ニュートリノ解析: Super-KamiokandeとKamLANDの共同解析における電子ニュートリノの平均エネルギー決定精度に関して, プレリミナリーな結果を得た. この結果は, 共同解析において超新星元素合成の詳細を解明できる可能性を示している.
また, A01と共同でKamLANDの低バックグランド化, 及び方向感度実現のための研究を開始した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

交付申請書に示した研究実施計画に沿った研究が進められる. 本研究については, 論文発表や天文学会での企画シンポジウムを通して注目も受けつつあり, 順調に進展しているといえる. さらに, 一部では当初の予定を超えた重力波グループとの共同研究の話が進んでいる.

今後の研究の推進方策

当初の予定通り研究を進める. また, 国際活動支援班と連携して海外の重力波グループとの連携を深め, 重力波-ニュートリノ同時解析へ向けた準備を進める.

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] マサチューセッツ工科大学/ワシントン大学/カリフォルニア大学バーレク校(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      マサチューセッツ工科大学/ワシントン大学/カリフォルニア大学バーレク校
    • 他の機関数
      8
  • [国際共同研究] NIKEF研究所(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      NIKEF研究所
  • [雑誌論文] KamLAND Sensitivity to Neutrinos from Pre-Supernova Stars2016

    • 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: 818 ページ: 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mass ejection by pulsational pair instability in very massive stars and implications for luminous supernovae2016

    • 著者名/発表者名
      T. Yoshida, H. Umeda, K. Maeda, T. Ishii
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 457 ページ: 351-361

    • DOI

      10.1093/mnras/stv3002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study of electron anti-neutrinos associated with gamma-ray bursts using KamLAND2015

    • 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 ページ: 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pre-supernova Neutrino Emissions from ONe Cores in the Progenitors of Core-collapse Supernovae: Are They Distinguishable from Those of Fe Cores?2015

    • 著者名/発表者名
      Chinami Kato, Milad Delfan Azari, Shoichi Yamada, Koh Takahashi, Hideyuki Umeda, Takashi Yoshida, Koji Ishidoshiro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 808 ページ: 168

    • DOI

      10.1088/0004-637X/808/2/168

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Be7 solar neutrino measurement with KamLAND2015

    • 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,
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 92 ページ: 055808

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.92.055808

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Neutrino-driven explosions of ultra-stripped type Ic supernovae generating binary neutron stars2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Suwa, T. Yoshida, M. Shibata, H. Umeda, K. Takahashi
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 454 ページ: 3073-3081

    • DOI

      10.1093/mnras/stv2195

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of new data acquisition system at Super-Kamiokande for nearby supernova bursts2015

    • 著者名/発表者名
      A. Orii, T. Tomura, Y. Hayato, M. Nakahata, S. Nakayama, M. Shiozawa, K. Okumura, M. Ikeno, S. Suzuki, T. Uchida, S. Yamada, Y. Obayashi and T. Yokozawa,
    • 雑誌名

      Proceedings of Science (ICRC2015)

      巻: - ページ: 1161

  • [雑誌論文] The data acquisition system of the XMASS experiment2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hiraide
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 664 ページ: 082018

    • DOI

      10.1088/1742-6596/664/8/082018

    • 査読あり
  • [学会発表] KamLAND2-Zenのための新型電子回路の開発2016

    • 著者名/発表者名
      本田佳己
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] スーパーカミオカンデにおける近傍超新星観測用DAQの開発2016

    • 著者名/発表者名
      織井安里
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] 液体シンチレータによる反電子ニュートリノの到来方向測定に向けた研究 I2016

    • 著者名/発表者名
      相馬圭吾, 井上邦雄, 三井唯夫, 渡辺寛子, 石徹白晃治, 池田晴雄, 白旗豊, 高井貴行
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [学会発表] 液体シンチレータによる反電子ニュートリノの到来方向測定に向けた研究 II2016

    • 著者名/発表者名
      白旗豊, 井上邦雄, 三井唯夫, 渡辺寛子, 石徹白晃治, 池田晴雄, 高井貴行, 相馬圭吾
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-21 – 2016-03-21
  • [学会発表] イメージング検出器を用いた液体シンチレータ中の粒子識別へ向けた研究2016

    • 著者名/発表者名
      高井貴行, 井上邦雄, 三井唯夫, 渡辺寛子, 石徹白晃治, 池田晴雄, 白旗豊, 相馬圭吾
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-20 – 2016-03-20
  • [学会発表] 超新星前兆ニュートリノの観測と大質量星の最終進化2016

    • 著者名/発表者名
      吉田敬, 高橋亘, 梅田秀之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京 (東京都八王子市)
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [学会発表] 大型液体シンチレータ検出器による超新星ニュートリノ研究の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京 (東京都八王子市)
    • 年月日
      2016-03-16 – 2016-03-16
  • [学会発表] KamLANDにおける近傍超新星事象観測に対応したDAQシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      林田眞悟
    • 学会等名
      第二回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      富山商工会議所(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] KamLANDにおける超新星前兆ニュートリノの研究2016

    • 著者名/発表者名
      本田佳己
    • 学会等名
      第二回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      富山商工会議所(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-07
  • [学会発表] チュートリアル講演1: 大質量超新星の親星の種類と進化2016

    • 著者名/発表者名
      梅田秀之
    • 学会等名
      第二回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      富山商工会議所 (富山県富山市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-06
  • [学会発表] XMASS検出器を用いた超新星ニュートリノの観測2016

    • 著者名/発表者名
      平出克樹
    • 学会等名
      第二回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      富山商工会議所(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-06
  • [学会発表] 超新星前兆ニュートリノと重力崩壊直前における大質量星の内部構造進化2016

    • 著者名/発表者名
      吉田敬, 梅田秀之, 高橋亘
    • 学会等名
      第二回超新星ニュートリノ研究会
    • 発表場所
      富山商工会議所(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-01-06 – 2016-01-06
  • [学会発表] Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ishidoshiro
    • 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2015
    • 発表場所
      ニューウェルシティ湯河原 (静岡県熱海市)
    • 年月日
      2015-12-03 – 2015-12-03
    • 招待講演
  • [学会発表] Future Supernova neutrino experiments2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ishidoshiro
    • 学会等名
      NuInt2015
    • 発表場所
      大阪大学 (大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-11-20 – 2015-11-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超新星ニュートリノの振動現象とフーリエ解析2015

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      SKE f2f meeting
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] スーパーカミオカンデにおける近傍超新星観測用DAQの開発2015

    • 著者名/発表者名
      織井安里, 戸村友宣, 奥村公宏, 塩澤真人, 中畑雅行, 中山祥英, 早戸良成, 池野正弘, 内田智久, 鈴木聡, 山田悟, 大林由尚, 横澤孝章
    • 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 (大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-27
  • [学会発表] Super-Kamiokandeにおける近傍超新星爆発ニュートリノ用データ収集システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      戸村友宣
    • 学会等名
      Spring8 制御・情報セミナー
    • 発表場所
      Spring-8 (兵庫県佐用郡)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-15
  • [学会発表] Neutrino Emission from Nearby Supernova Progenitors2015

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshida, K.Takahashi, H.Umeda
    • 学会等名
      TAUP2015
    • 発表場所
      Torino (イタリア)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of new data acquisition system at Super-Kamiokande for nearby supernova bursts2015

    • 著者名/発表者名
      A. Orii, T. Tomura, Y. Hayato, M. Nakahata, S. Nakayama, M. Shiozawa, K. Okumura, M. Ikeno, S. Y. Suzuki, T. Uchida, S. Yamada, Y. Obayashi, and T. Yokozawa
    • 学会等名
      34th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      Hague, Netherlands
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-07-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 天体活動と超新星ニュートリノ2015

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      重力波天体・地下素核研究・中性子星核物質, 新学術3領域合同シンポジウム「多面的アプローチで解きあかす宇宙と天体」
    • 発表場所
      東北大学 (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-25 – 2015-07-25
  • [学会発表] Low-energy Neutrino Astrophysics in KamLAND2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Ishidoshiro
    • 学会等名
      KEK physics seminar
    • 発表場所
      KEK (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-06-30 – 2015-06-30
  • [学会発表] 超新星ニュートリノを用いた超新星ejecta最深部における元素合成への制限2015

    • 著者名/発表者名
      吉田敬, 梅田秀之, 高橋亘, 藤本空, 藤林翔, 関口雄一郎
    • 学会等名
      ハイパーカミオカンデにおける宇宙ニュートリノ観測研究会
    • 発表場所
      神戸大学 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-05-19 – 2015-05-19
  • [学会発表] Super-Kamiokande及びKamLANDによる重元素合成起源解明の可能性2015

    • 著者名/発表者名
      林田眞悟
    • 学会等名
      新学術領域「地下素核研究」第2回 領域研究会
    • 発表場所
      神戸大学 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-17
  • [学会発表] 超新星前兆ニュートリノによる親星モデルの判別可能性2015

    • 著者名/発表者名
      加藤ちなみ
    • 学会等名
      新学術領域「地下素核研究」第2回 領域研究会
    • 発表場所
      神戸大学 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-17
  • [学会発表] 天体活動と重元素生成の解明へ向けた超新星ニュートリノ観測システムの高度化2015

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      新学術領域「地下素核研究」第2回 領域研究会
    • 発表場所
      神戸大学 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-05-15 – 2015-05-15
  • [学会発表] Development of New Data Acquisition System at Super-Kamiokande for Nearby Supernova Bursts2015

    • 著者名/発表者名
      A. Orii, T. Tomura, K. Okumura, M. Shiozawa, M. Nakahata, S. Nakayama, Y. Hayato for SK collaboration, M. Ikeno, T. Uchida, S. Suzuki, S. Yamada, Y. Obayashi, T. Yokozawa,
    • 学会等名
      21st International Conference on Computing in High Energy and Nuclear Physics,
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学 (沖縄県国頭郡)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-13
    • 国際学会
  • [学会発表] The data acquisition system of the XMASS experiment2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hiraide
    • 学会等名
      21st International Conference on Computing in High Energy and Nuclear Physics 2015
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学 (沖縄県国頭郡)
    • 年月日
      2015-04-13 – 2015-04-13
    • 国際学会
  • [備考] Super-Kamiokande

    • URL

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

  • [備考] KamLAND

    • URL

      http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/

  • [備考] XMASS

    • URL

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

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-28  

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