研究課題
近年、ニュートリノに質量があることが確定し、質量の大きいニュートリノが10~25 meV(波長50~90μm)程度の遠赤外線領域の低エネルギー光子を放出することによって質量の小さいニュートリノに崩壊することが理論的に予言されており、そのような光子を探索するための検出器開発が推進されている。本研究の目的は、福井大学の「遠赤外分子レーザー装置」を用いて、そのような検出器の較正用「超低エネルギー光子パルス照射システム」を開発することであり、これまでこの目的の達成に向けて、遠赤外分子レーザーの稼働、発振線の確認、その基本特性の測定、その連続波のパルス波への変換、その光子パルスを検出器まで伝送するための導波管の開発などを順調に遂行し、更にこの照射システムを実際に活用して、ニュートリノ崩壊光子検出器用の回折格子の開発や、検出器を容れる真空容器の窓材の開発などを行ってきた。研究最終年度である今年度は、更に以下のような成果が得られた。まず、この光子パルス照射システムで、ニュートリノ崩壊時に1個だけ放出される光子を確実に検出することができるような超高感度な光検出器を較正するには、1パルス中に含まれる光子の数を平均1~数個程度になるまで何桁も減衰させる必要があるが、そのための光減衰器として、金属を蒸着したシリコン薄膜が有用であることを確認した。次に、本研究で用いる遠赤外分子レーザーの発振出力やビーム形状の時間変動をリアルタイムでモニターできるようなモニター装置の開発を行った。更に、ニュートリノ崩壊光子検出器には、観測したい波長領域の光子だけを通過させ、それ以外の光子を極力排除するバンドパスフィルターの役割を果たす光学窓も必要となるため、本研究で開発した光子パルス照射システムを用いて、そのようなバンドパスフィルターの開発も行った。以上より、本研究は、当初の目的を十分達成したものと判断される。
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http://apphy.u-fukui.ac.jp/~yoshida/neutrino/stj.htm
http://hep.px.tsukuba.ac.jp/coband/index.html