2021 年度研究成果報告書

新型光検出器で築く次世代南極ニュートリノ望遠鏡による深宇宙高エネルギー現象の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	16H02174
研究種目	基盤研究(A)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	千葉大学
研究代表者	石原安野千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (40568929)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード	ニュートリノ / 超高エネルギー宇宙線 / マルチメッセンジャー / ニュートリノ検出器
研究成果の概要	ニュートリノによる宇宙観測は、ガンマ線や宇宙線では難しい深宇宙・高エネルギー現象の直接観測と、可視光やガンマ線といった電磁波望遠鏡とのマルチメッセンジャー観測の両方を可能とした。2011年に完成したIceCubeニュートリノ望遠鏡は、2012年の1PeVを超えるエネルギーを持つ宇宙ニュートリノの初検出から、より詳細な宇宙ニュートリノ流量の測定へと進んでいるが、観測統計量の少なさがその感度を大きく制限している。この状況を打破するため、本研究では高エネルギーニュートリノ検出効率を格段に強化させる新型チェレンコフ光検出器モジュールの開発・製作、及び次世代実験を視野に入れた物理解析を行った。
自由記述の分野	ニュートリノ天文学
研究成果の学術的意義や社会的意義	ニュートリノは通常の望遠鏡では観測が難しい高エネルギー宇宙の情報をもたらす。しかし、その検出は難しいという困難もある。その困難な観測の精度向上を、検出器と解析手法の両面から行い、将来のニュートリノ望遠鏡への道筋をつけることに成功した。天体のマルチメッセンジャー観測は今後の発展が期待される新しい重要な分野へと成長しつつある。また、地上加速器では不可能な高エネルギー現象を解明するために宇宙からくる素粒子ニュートリノを使うという新たな可能性をも示すものであり宇宙天体観測に変革をもたらした。