研究課題
2009年実験開始が予定されている大強度陽子加速器とスーパーカミオカンデを用いたニュートリノ振動実験のための前置検出器の検討を引き続き進めた。この実験では、未だ未発見の電子ニュートリノとタウニュートリノ間の有限な混合角の発見(これはミューニュートリノ中に電子ニュートリノが現れる現象として観測される)と、ミューニュートリノとタウニュートリノ間の混合角と質量(の2乗の差)の精密測定を行う。このため、前置検出器にはニュートリノ振動が起こる前のミューニュートリノスペクトルの精密測定と、電子ニュートリノ測定のバックグラウンドがスーパーカミオカンデと同じであることが求められる。このため、前置検出器の中心装置となる水チェレンコフ装置の基本性能を現存するK2K実験の水チェレンコフ測定器のシミュレーションプログラムと解析プログラムをもとに詳細に検討し、最大の性能を発揮するためには、K2Kのように直径50cmの光電子増倍管を70cmおきに設置した検出器より、直径20cmの光電子増倍管を28cmおきに設置した検出器のほうがよいとの結論になった。この測定器ではスーパーカミオカンデと同じだけの、電子ニュートリノ測定のバックグラウンドしかなく、電子ニュートリノのバックグラウンドを十分10%以内の精度で測定できることが判明した。これは要求される性能を満たしている。また、水チェレンコフ測定器では測定できない陽子を測定したり、電子ニュートリノのフラックスを測定するなど水チェレンコフ測定器の性能を補う目的で、液体アルゴン測定器の可能性の検討をヨーロッパやアメリカのグループと共に開始した。これと平行して、現存するスーパーカミオカンデの大気ニュートリノデータの解析を進めてきた。特に、ニュートリノ振動の確率がサイン関数で変化することを世界で初めて観測し、その際最初に振動確率が最大になる距離/エネルギーを初めて決定して、ミュートリノの質量の2乗の差の精密決定を行った。また、ニュートリノの飛来方向の天頂角分布を用いた解析で混合角の最も精度よい測定をおこなった。更にミューニュートリノが振動して生成されたタウニュートリノを探し、予想と矛盾しない数のタウニュートリノを観測した。未だ未発見の電子ニュートリノとタウニュートリノ間の有限な混合角に関して何らかの兆侯が無いかを精力的に調べたが、その証拠は今までのところ見つからず、発見の電子ニュートリノとタウニュートリノ間の有限な混合角に制限を与えた。更に現長基線ニュートリノ振動実験での振動解析もおこない、大気ニュートリノの結果と矛盾ない結果が得られた。
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すべて 雑誌論文 (5件)
Phys.Rev.Lett. 94
ページ: 081802
Phys.Rev.D (発刊予定)
New J.Phys. 6
ページ: 194
Phys.Rev.Lett. 93
ページ: 101801
ページ: 051801
