高性能液体シンチレータ検出器を用いたニュートリノのマヨラナ性の研究

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19H00670
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 清水 格 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (10400227)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ニュートリノ / 素粒子実験 / 実験核物理

研究成果の概要

ニュートリノのマヨラナ性を検証する二重ベータ崩壊実験を高感度化するため、高性能小型プロトタイプ検出器を用いた実証試験を行った。新液体シンチレータ・集光ミラー・改良型光センサーなどの個別の開発を組み合わせ、大光量測定を可能にするプロトタイプ検出器の製作を実現した。本研究によって目標としていた液体シンチレータ検出器の高性能化が達成できることが分かり、二重ベータ崩壊実験によるマヨラナ質量の観測が実現する可能性が高まった。

自由記述の分野

素粒子実験

研究成果の学術的意義や社会的意義

軽いニュートリノ質量や宇宙物質優勢といった素粒子・宇宙の大問題は、ニュートリノのマヨラナ性が解決の鍵となると考えられている。ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の探索が最も有望であるが、現状の探索感度を大きく改善するためには大型液体シンチレータ検出器を高性能化する必要がある。本研究では高性能化を実証するプロトタイプ検出器の開発を行った。