48-Caの2重ベータ崩壊の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14204026
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岸本 忠史 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90134808)
• 研究分担者: 味村 周平 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10273575) ; 小川 泉 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (20294142) ; 阪口 篤志 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70205730)
• キーワード: ニュートリノ / 2重ベータ崩壊 / マヨラナ質量 / 粒子数非保存 / 極低バックグランド / シンチレーション光

研究概要

^<48>Caの2重ベータ崩壊の研究のためCANDLES計画を推進している。ニュートリノの質量の存在がほぼ確立した今、その絶対値を求めることの出来る2重ベータ崩壊は研究の重要性から世界中で新しい提案が目白押しである。我々のCANDLES計画はGeを越えて世界で最も良い感度を達成出来る。
本年度は以下の研究を進めた。
1.10cm立方のサイズのCaF_2結晶で研究の目的に沿った十分バックグランドレベルの検出器を開発出来た。今年度は結晶を30個購入し、来年度の30個で目標の200kgに届く。
2.結晶の光学特性の最適化を液体シンチレーターの波長変換材で行なった。十分な発光量が得られた。
3.水とオイルの純化システムを製作した。
4.PMTを決定し購入した。耐水耐圧の両面から要求を満たすベースを決定し購入した。
5.容器の製作を行なった。
今後1年程でCANDLES IIIを地上の実験室に建設し、特性を調べる予定である。一方現在大塔村の地下実験施設で稼働中のELEGANTSVIによる測定で^<48>Caの2重ベータ崩壊について世界で最も感度の高い結果を得ることができ、論文に発表された。ニュートリノ放出を伴う2重ベータ崩壊について寿命を求める事ができ、論文を準備中である。

研究成果

• [文献書誌] I.Ogawa, et al.: "Search for neutrino-less double beta decay of^<48>Ca by CaF_2 scintillator"Nuclear Physics A. 730(1-2). 215-223 (2004)
• [文献書誌] T.Kishimoto, et al.: "CANDLES for the study ofβ βdecay of ^<48>Ca"Proc.. (発表予定).
• [文献書誌] J.H.Kim, et al.: "Neutron Neutron Energy Spectra from the Nonmesonic Weak Decay of ^<12>_λC and ^<89>_λY Hypernuclei"Phys.Rev.. C68. 065201 (2003)
• [文献書誌] Tadafumi Kishimoto, Toru Sato: "θ^+: Another Explanation And Prediction"Phys.Rev.Lett.. (submitted).
• [文献書誌] S.Yoshida et al.: "Search for Wimps with NaI(Tl) Detectors at Oto Cosmo Observatory"Nuclear Physics A. 721. 1056-1059 (2003)
• [文献書誌] A.Sakaguchi et al.: "Structure of ^<13>_λC Hypernucleus Studied by the (K^-,π^-,γ)Reaction"Nucl.Phys.A. 721. 979-982 (2003)
• [文献書誌] H.Toki, K.Imai, T.Kishimoto(編集): "Particles And Nuclei.Proceedings, 16th International Conference, Panic'02 Osaka, Japan, September 30-October 4, 2002."Nucl.Phys.A721. 1-1184 (2003)