方向の情報を付加した新型検出器による超高感度ニュートリノレス二重ベータ崩壊探索

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04834
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 上島 考太 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (80605379)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 波長変換剤 / 二重ベータ崩壊 / 液体キセノン / 方向検出

研究成果の概要

ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊探索のための新しい液体キセノン検出器の研究開発を行なった。検出器は新型プラスチックシンチレータ容器に液体キセノンを導入したものである。液体キセノンのシンチレーション光を新たに開発したプラシン容器の内面で175nm(VUV)から可視光に変換し検出した。また波長変換された液体キセノンの発光波形とプラシン容器の発光波形の違いを利用して大きくBGを低減できることを示した。

自由記述の分野

宇宙素粒子物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

新しい液体キセノン検出器を開発した。液体キセノンのシンチレーション光をプラシン容器内面で波長変換することで、液体キセノンの発光波形は、波形の立ち上がり成分が緩やかになり、立ち上がりの早いチェレンコフ光と区別して検出しやすくなる。液体キセノンの発光波形に埋もれた、チェレンコフ光成分を抽出することにより、液体キセノン検出器に方向の情報を付加でき、将来究極のBGとなる8B太陽ニュートリノ低減に向けた研究開発を行なった。