岩塩超高エネルギーニュートリノ検出器の研究開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17340081
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 首都大学東京
• 研究代表者: 千葉 雅美 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (60128577)
• 連携研究者: 上條 敏生 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 助教 (70117703) ; 近重 悠一 成蹊大学, 理工学部, 教授 (50146932) ; 近 匡 成蹊大学, 理工学部, 教授 (90215442) ; 清水 裕 成蹊大学, 理工学部, 助手 (90095935) ; 藤井 政俊 島根大学, 医学部, 准教授 (60183927) ; 内海 倫明 東海大学, 工学部, 准教授 (00256166)
• 研究協力者: 矢吹 文昭 首都大学東京, 大学院・理工学研究科, 客員研究員
• 研究期間 (年度): 2005 – 2008
• キーワード: 超高エネルギーニュートリノ / GZKニュートリノ / 岩塩 / 試料挿入孔封鎖型摂動空洞共振器 / 電波減衰長 / レーダー / 誘電率 / 干渉性電波反射

研究概要

超高エネルギーニュートリノ(約10^(18)eV)は宇宙空間を満たしている宇宙背景輻射(温度3K の黒体輻射の光子)と超高エネルギー宇宙線との衝突で定常的に生成されることが確実視されています。巨大質量(50Gt)の天然岩塩鉱を利用する為にレーダー法の開発研究を行いました。周波数435MHzの電波を自由空間に設置した岩塩標的に照射し、2MeVの電子ビームを岩塩標的に照射したところ電波反射を観測し、レーダー法の可能性を示しました。

研究成果

• [雑誌論文] Radar for salt ultra-high-energy neutrino detector and contribution of W-gluon fusion process to collision of neutrinos against protons (2008)
  • 著者名/発表者名: Masami Chiba, Yoko Arakawa, Toshio Kamijo, Fumiaki Yabuki, Osamu Yasuda, Yuichi Chikashige, Keisuke Ibe, Tadashi Kon, Yutaka Shimizu, Yasuyuki Taniuchi, Michiaki Utsumi, and Masatoshi Fujii
  • 雑誌名: Nuclear Inst and Methods in Physics Research A604 ページ: S233-S235
  • URL: http://agenda.infn.it/getFile.py/access?contribId=32&sessionId=17&resId=0&materialId=slides&confId=344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reflection of Microwave from Energy Deposit by X-ray Irradiation in Rock Salt : Implying Salt Ultra High Energy Neutrino Detector to act like a Radio Bubble Chamber (2008)
  • 著者名/発表者名: Masami Chiba, Yoko Arakawa, Toshio Kamijo, Shunsuke Nakamura, Yuji Shibasaki, Yasuhiro Takayama, Yusuke Watanabe, Fumiaki Yabuki, Osamu Yasuda, Akio Amano, Yuichi Chikashige, Keisuke Ibe, Tadashi Kon, Sosuke Ninomiya, Yutaka Shimizu, Yoshito Takeoka, Yasuyuki Taniuchi, Michiaki Utsumi and Masatoshi Fujii
  • 雑誌名: Proceedings of The 15^<th> international Conference on Supersymmetry and the Unification of fundamental Interactions, Volume I, pp850-853, Published by the University of Karlsruhe in collaboration with Tibun EU s.r.o. First Edition, Bruno ISBN-978-80-7399-268-2
  • URL: http://www.susy07.uni-karlsruhe.de/PROC/ProcSUSY07_FINAL.pdfhttp://lanl.arxiv.org/abs/0710.4186
• [雑誌論文] Measurement of attenuation length for UHF radio wave in natural rock salt samples concerning ultra high energy neutrino detection, Proc. of the International Workshop on Energy Budget in the High Energy Universe, Kashiwa, Japan 22-24 February 2006 (2007)
  • 著者名/発表者名: MASAMI CHIBA, YUSUKE WATANABE, YASUHIRO TAKAYAMA, MASATOSHI FUJII, Osamu YASUDA, fumiaki yabuki, yuji shibasaki, TOSHIO KAMIJO, YUICHI CHIKASHIGE, TADASHI KON, AKIO AMANO, YOSHITO TAKEOKA, YUTAKA SHIMIZU, SATOSHI MORI, SOSUKE NINOMIYA
  • 雑誌名: Edited by Katsuhiko Sato and Junji Hisano, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. ISBN-13978-981-270-010-0, ISBN-10 981-270-010-2 ページ: 319-322
  • URL: http://ebhu.astron.s.u-tokyo.ac.jp/abstract/06.html
• [雑誌論文] SOSUKE NINOMIYA SIMULATION OF SALT NEUTRINO DETECTOR PERFORMANCE FOR ULTRA HIGH ENERGY NEUTRINO DETECTION (2007)
  • 著者名/発表者名: YUSUKE WATANABE, MASAMI CHIBA, Yasuhiro TAKAYAMA, Masatoshi FujiI, Osamu YASUDA, FUMIAKI YABUKI, YUJI SHIBASAKI, TOSHIO KAMIJO, YUICHI CHIKASHIGE, TADASHI KON, AKIO AMANO, YOSHITO TAKEOKA, YUTAKA SHIMIZU, SATOSHI MORI
  • 雑誌名: Proc. of the International Workshop on Energy Budget in the High Energy Universe, Kashiwa, Japan 22-24 February 2006Edited by Katsuhiko Sato and Junji Hisano, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd. ISBN-13 978-981-270-010-0, ISBN-10 981-270-010-2 ページ: 315-318
  • URL: http://ebhu.astron.s.u-tokyo.ac.jp/abstract/05.html
• [雑誌論文] Measurement of Attenuation Length for Radio Wave in Natural Rock Salt and Performance of Detecting Ultra High-Energy Neutrinos (2006)
  • 著者名/発表者名: M Chiba, T Kamijo, Y Watanabe, M Fujii, Y Shibasaki, Y Takayama, F Yabuki, O Yasuda, A Amano, Y Chikashige, T Kon, S Mori, S Ninomiya, Y Shimizu, Y Takeoka and M Utsumi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series, jpcs. iop. org, Volume 81, (2007) 012003, pp1-7, ARENA2006-Acoustic and Radio EeV Neutrino detection Activities, University of Nothumbria, Newcastle, UK, Published by IOP Publishing, Institute of Physics(London) ISSN-1742-6588
  • URL: http://www.iop.org/EJ/article/1742-6596/81/1/012003/jpconf7_81_012003.pdf?request-id=d64d61b4-582f-440c-89d6-5e0698c73db6
• [雑誌論文] STRUCTURE FUNCTION OF EXCESS CHARGE IN ROCK SALT, Proc (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.WATANABE, M.CHIBA, O.YASUDA, T.KAMIJO, Y.CHIKASHIGE, T.KON, A.AMANO, Y.TAKEOKA, Y.SHIMIZU, S.MORI, S.NINOMIYA
  • 雑誌名: of the International symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies 2005 : New Horizen of Nuclear Astrophysics and Cosmology, Tokyo, Japan 8-11 November 2005. AIP conference proceedings volume847 ISBN0-7354-0342-2 ページ: 491-493
  • URL: http://www.springer.com/astronomy/practical+astronomy/book/978-0-7354-0342-0
• [雑誌論文] Electric Field Strength Of Coherent Radio Emission In Rock Salt Concerning Ultra High-Energy Neutrino Detection, Proc (2006)
  • 著者名/発表者名: YUSUKE WATANABE, MASAMI CHIBA, OSAMU YASUDA, TOSHIO KAMIJO, YUICHI CHIKASHIGE, TADASHI KON, AKIO AMANO, YOSITO TAKEOKA, YUTAKA SHIMIZU, SOSUKE NINOMIYA, SATOSHI MORI
  • 雑誌名: of the international workshop(ARENA2005), DESY, Zeuthen, Germany, World Scientific Publishing Co. Ltd. ISBN981-256-755-0 ページ: 50-54
  • URL: http://books.google.co.jp/books?id=f4EMqVfpprgC&dq=arena+2005+neutrino&printsec=frontcover&source=bl&ots=CSdQstWwQs&sig=rowRHzfvj40S_S0zEH0FUNUQ4Ic&hl=ja&ei=dzAnSqnUA8uSkAWEhenbBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1#PPA50,M1
• [雑誌論文] MEASUREMENT OF ATTENUATION LENGTH FOR RADIO WAVE IN NATURAL ROCK SALT SAMPLES CONCERNING ULTRA HIGH ENERGY NEUTRINO DETECTION (2006)
  • 著者名/発表者名: MASAMI CHIBA, YUSUKE WATANABE, OSAMU YASUDA, TOSHIO KAMIJO, YUICHI CHIKASHIGE, TADASHI KON, AKIO AMANO, YOSITO TAKEOKA, YUTAKA SHIMIZU, SATOSHI MORI, SOSUKE NINOMIYA
  • 雑誌名: Proc. of the International Workshop (ARENA2005), DESY, Zeuthen, Germany, World Scientific Publishing Co. Ltd. ISBN981-256-755-0 ページ: 25-29
  • URL: http://books.google.co.jp/books?id=f4EMqVfpprgC&dq=arena+2005+neutrino&printsec=frontcover&source=bl&ots=CSdQstWwQs&sig=rowRHzfvj40S_S0zEH0FUNUQ4Ic&hl=ja&ei=dzAnSqnUA8uSkAWEhenbBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1#PPA25M1
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為の超高エネルギーニュートリノと核子の反応断面積へのBoson-gluon fusion効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、荒川葉子、千葉雅美、上條敏生、安田修、矢吹文昭、沼沢栄佑、内海倫明、平勝良、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス(講演番号 ; 27aSG-14)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為のV・UHF帯における電波減衰長の精密測定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荒川葉子、千葉雅美、上條敏生、安田修、矢吹文昭、沼沢栄佑、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、内海倫明、平勝良、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 立教大学(講演番号 ; 27aSG-13)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為の電子線照射による電波反射の温度依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 千葉雅美、荒川葉子、上條敏生、安田修、矢吹文昭、沼沢栄佑、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、内海倫明、平勝良、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス(講演番号 : 27aSG12)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器のための電波反射の岩塩温度依存性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 沼沢栄佑、千葉雅美、荒川葉子、上條敏生、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、内海倫明、平勝良、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 立教学院池袋キャンパス(講演番号 : 27aSG-1120)
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為の電子線照射による電波反射実験 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千葉雅美、荒川葉子、上條敏生、中村俊介、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス(講演番号 : 21pSJ-5)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為のV・UHF帯における岩塩減衰長の測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荒川葉子、千葉雅美、上條敏生、中村俊介、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス(講演番号 : 21pSJ-4)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為の超高エネルギーニュートリノと核子の反応断面積 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊部圭介、近匡、清水裕, 近重悠一、荒川葉子、上條敏生、千葉雅美、安田修、矢吹文昭、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会2008年秋季大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 山形大学キャンパス((講演番号) 21pSJ-3)
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 平面アンテナの特性と岩塩鉱での応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村俊介、上條敏生、千葉雅美、荒川葉子、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(講演番号 : 26aZJ-5)
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為のγ線照射による岩塩からの電波反射実験 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荒川葉子、上條敏生、千葉雅美、中村俊介、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • URL: http://kds.kek.jp/categoryDisplay.py?categId=51
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(講演番号 : 26aZJ-4)
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為のX線照射による岩塩からのマイクロ波反射測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 千葉雅美、荒川葉子、上條敏生、中村俊介、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(講演番号 : 26aZJ-3)
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為の300MHz共振器の改良とUHF帯における岩塩減衰長の測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 二宮壮介、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、荒川葉子、上條敏生、千葉雅美、中村俊介、安田修、矢吹文昭、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(講演番号 : 26aZJ-2)
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 岩塩ニュートリノ検出器の為のUHEニュートリノ核子散乱計算 (2008)
  • 著者名/発表者名: 伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、荒川葉子、上條敏生、千葉雅美、中村俊介、安田修、矢吹文昭、内海倫明、谷内康行
  • 学会等名: 日本物理学会63回年次大会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス(講演番号 : 26aZJ-1)
  • 年月日: 2008-03-26
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のための岩塩電離状態からの反射電波の精密測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荒川葉子、上條敏生、千葉雅美、中村俊介、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、内海倫明、谷内康行
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス(講演番号 : 21pZB-6)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノの検出のための岩塩中電磁シャワーからのダイポールアンテナによる電波検出シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村俊介、荒川葉子、上條敏生、千葉雅美、安田修、矢吹文昭、伊部圭介、近匡、清水裕、近重悠一、二宮壮介、内海倫明、谷内康行、藤井政俊
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス(講演番号 : 21pZB-5)
  • 年月日: 2007-09-21
• [学会発表] 岩塩超高エネルギーニュートリノ検出のためのダイポールアンテナでのファインマン公式を用いた新しい放射電場計算法 (2007)
  • 著者名/発表者名: 千葉雅美、上條敏生、柴崎祐治、高山泰弘、中村俊介、藤井政俊、安田修、矢吹文昭、荒川葉子、天野晶夫、近匡、清水裕、竹岡義人、近重悠一、二宮壮介、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス(講演番号 : 28aSK-9)
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のための岩塩中電磁シャワーからの電波反射の研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荒川葉子、上條敏生、柴崎祐治、高山泰弘、千葉雅美、中村俊介、藤井政俊、安田修、矢吹文昭、天野晶夫、近匡、清水裕、竹岡義人、近重悠一、二宮壮介、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス(講演番号 : 28aSK-8)
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノの検出のための岩塩中電磁シャワーからの電波検出シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村俊介、荒川葉子、上條敏生、柴崎祐治、高山泰弘、千葉雅美、藤井政俊、安田修、矢吹文昭、天野晶夫、近匡、清水裕、竹岡義人、近重悠一、二宮壮介、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス(講演番号 : 28aSK-7)
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のためのUHF帯における天然岩塩試料の複素誘電率測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 天野晶夫、近匡、清水裕、竹岡義人、近重悠一、二宮壮介、荒川葉子、上條敏生、柴崎祐治、高山泰弘、千葉雅美、中村俊介、藤井政俊、安田修、矢吹文昭、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会2007年春季大会
  • 発表場所: 首都大学東京南大沢キャンパス(講演番号 : 28aSK-6)
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のための電磁シャワー構造関数を用いた電波発生と検出 (2006)
  • 著者名/発表者名: 渡邉勇介、千葉雅美, 上條敏生, 安田修、藤井政俊、高山泰弘、矢吹文昭、柴崎祐治、近重悠一、近匡、清水裕、竹岡義人、天野晶夫、二宮壮介、森聡史、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会第61回年次大会
  • 発表場所: 愛媛大学(講演番号 : 30aWL-9)
  • 年月日: 2006-03-30
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のための、ファインマン公式を用いた岩塩中ダイポールアンテナによる電波検出 (2006)
  • 著者名/発表者名: 柴崎祐治、高山泰弘、千葉雅美、藤井政俊、安田修、矢吹文昭、上條敏生、渡邉勇介、森聡史、天野晶夫、近匡、清水裕、竹岡義人、近重悠一、二宮壮介、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会第61回年次大会
  • 発表場所: 愛媛大学(講演番号 : 30aWL-8)
  • 年月日: 2006-03-30
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のための天然岩塩試料の電波減衰長の測定 (2006)
  • 著者名/発表者名: 森聡史、天野晶夫、近匡、清水裕、竹岡義人、近重悠一、二宮壮介、上條敏生、柴崎祐治、高山泰弘、千葉雅美、藤井政俊、安田修、矢吹文昭、渡邉勇介、内海倫明
  • 学会等名: 日本物理学会第61回年次大会
  • 発表場所: 愛媛大学(講演番号 : 30aWL-7)
  • 年月日: 2006-03-30
• [学会発表] UHF帯における試料挿入孔封鎖型摂動共振器を用いた複素誘電率測定法 (2005)
  • 著者名/発表者名: 上條敏生、千葉雅美、天野晶夫、竹岡義人、近匡、近重悠一、清水裕
  • 学会等名: 電子情報通信学会2005年エレクトロニクスソサイエティ大会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス(C-2-44)
  • 年月日: 2005-09-20
• [学会発表] (2005)
  • 著者名/発表者名: 渡邉勇介、千葉雅美, 上條敏生, 安田修、近重悠一、近匡、清水裕、竹岡義人 、天野晶夫、二宮壮介、森聡史、
  • 学会等名: 日本物理学会2005年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス(講演番号 : 14pSB-8)
  • 年月日: 2005-09-14
• [学会発表] 超高エネルギーニュートリノ検出のための天然岩塩試料の電波減衰長データの解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 竹岡義人、近重悠一、近匡、清水裕、天野晶夫、上條敏生、千葉雅美 、安田修 、渡邉勇介
  • 学会等名: 日本物理学会2005年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学杉本キャンパス(講演番号 : 14pSB-9)
  • 年月日: 2005-09-14
• [備考]
  • URL: http://www.jahep.org/technology/salt_neutrino.pdf
• [備考]
  • URL: http://hiug.jp/wave/snd/snd_intro_top.htm
• [備考]
  • URL: http://heal1.phys.metro-u.ac.jp/research/snd/snd.html