長基線実験に関連したニュートリノ物理学

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640295
• 研究機関: 東京都立大学
• 研究代表者: 安田 修 東京都立大学, 理学研究科, 助手 (50183116)
• キーワード: ニュートリノ振動 / フレーバー混合 / ニュートリノ質量 / CP非保存 / MSW効果 / 長基線ニュートリノ実験 / ニュートリノファクトリー / 不活性ニュートリノ

研究概要

1.加速リング中に蓄積されたミューオンの崩壊から得られる強いニュートリノフラックスをビームとして使う長基線実験であるニュートリノファクトリーというアイデアが数年前から脚光を浴びているが、このニュートリノファクトリーにおけるCP非対称の位相の測定の可能性を、三世代ニュートリノ混合の枠組で各混合角・質量自乗差・密度の不定性の誤差の相関とバックグラウンドの寄与を従来の取り扱いよりも遥かに注意深く見積もることによって議論した。その結果、密度の不定性が10%以上の場合、あるいはバックグラウンド/シグナル比が10^<-3>以上の場合には基線の長さが約1000km以下、又ミューオンのエネルギーが20GeV以下の時にシグナルが最も効率良く測れることがわかり、従来最善だと思われていた値よりも小さくなることを示した。2.長基線実験で、基線の長さが短い場合には、物質効果が非自明な最初の2項まで無視できることを示した。このような現象は真空模倣機構と呼ばれているが、ニュートリノの磁気能率が磁場と相互作用を起こしてニュートリノ混合に寄与する場合には真空模倣機構が起こらず、どのような条件の時にこの機構が起こるかという一般的な考察が現在遂行中である。3.太陽ニュートリノ・大気ニュートリノ・LSNDのすべてをニュートリノ振動として説明するにはいわゆる不活性ニュートリノを含む四種類混合のニュートリノ振動を考える必要があり、四種類ニュートリノ混合の枠組にはその質量パターンから(2+2)-スキームと(3+1)-スキームの2種類があるが、このどちらのパターンも最近の種々のニュートリノ実験により次第に不利になってきていることが知られている。不活性ニュートリノの数を2種類以上に増やしても質量自乗差がヒエラルキー条件を満たす限りやはり不利であることを一般的に示した。

研究成果

• [文献書誌] O.Yasuda: "Analysis of the Superkamiokande atmospheric neutrino data in the framework of four neutrino mixings"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A472. 343-347 (2001)
• [文献書誌] O.Yasuda: "Four neutrino oscillation analysis of atmospheric neutrino data and application to long baseline experiments"Proceedings of the 30th International Conference On High-Energy Physics (ICHEP 2000). 952-954 (2001)
• [文献書誌] O.Yasuda: "Various solutions of the atmospheric neutrino data"Proceedings of the 2nd Workshop on Neutrino Oscillations and Their Origin (NOON 2000). 134-143 (2001)
• [文献書誌] J.Pinney, O.Yasuda: "Correlations of errors in measurements of CP violation at neutrino factories"Physical Review. D64. 093008-1-093008-16 (2001)
• [文献書誌] O.Yasuda: "Vacuum mimicking phenomena in neutrino oscillations"Physics Letters. B516. 111-115 (2001)
• [文献書誌] M.Chiba, T.Kamijo, M.Kawaki, A.Husain, M.Inuzuka, M.Ikeda, O.Yasuda: "Study of Salt Neutrino Detector"AIP conference proceedings. 579. 204-221 (2001)