加速器ニュートリノビームを用いたニュートリノ混合の究明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20674004
• 研究種目: 若手研究(S)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 中家 剛 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50314175)
• 研究協力者: 市川 温子 京都大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (50353371) ; 南野 彰宏 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (70511674) ; 横山 将志 東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (90362441) ; 小林 隆 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (70291317) ; 早戸 良成 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (60321535)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 素粒子(実験) / ニュートリノ

研究概要

素粒子ニュートリノの混合現象を究明しニュートリノ質量の起源を探るため、加速器ニュートリノビームを使ってニュートリノ散乱実験(FermilabE954SciBooNE)と長期線ニュートリノ振動実験(J-PARCE11T2K)を実施した。SciBooNE実験では世界最高精度でニュートリノ反応断面積を測定した。T2K実験では、新しいニュートリノ振動モードであるミューオンニュートリノから電子ニュートリノへの転換を発見した。これにより、ニュートリノに対する理解を飛躍的に進展させた

研究成果

• [雑誌論文] Measurements of the T2K neutrino beam properties using the INGRID on-axis near detector (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Otani,T.Nakaya他430人
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Meth. 巻: A694 ページ: 211-223
  • DOI: DOI:10.1016/j.nima.2012.03.023
• [雑誌論文] Dual baseline search for muon neutrino disappearance at 0.5 eV2 <Δm2<40eV2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakajima, T. Nakaya 他125名
  • 雑誌名: Phys.Rev 巻: D85 ページ: 032007
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.85.032007
• [雑誌論文] Near detectors for long baseline neutrino experiments (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya, J. Phys
  • 雑誌名: Conf. Ser. 巻: 308 ページ: 012004
  • DOI: DOI: 10.1088/1742-6596/308/1/012004
• [雑誌論文] Indication of Electron Neutrino Appearance from an Accelerator-produced Off-axis Muon Neutrino Beam (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya 他410名
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 107 ページ: 041801
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.041801
• [雑誌論文] The T2K Experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya 他 522人
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth 巻: A659 ページ: 106-135
  • DOI: DOI: 10.1016/j.nima.2011.06.067
• [雑誌論文] Measurement of inclusive charged current interactions on carbon in a few-GeV neutrino beam (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakajima, T. Nakaya 他61名
  • 雑誌名: Phys.Rev 巻: D83 ページ: 012005
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.83.012005
• [雑誌論文] Improved measurement of neutral current coherent π 0 production on carbon in a few-GeV neutrino beam (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurimoto, T. Nakaya 他62名
  • 雑誌名: Phys.Rev. 巻: D81 ページ: 111102
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.81.111102
• [雑誌論文] Measurement of Inclusive Neutral Current Neutral pi0 Production on Carbon in a Few-GeV Neutrino Beam (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kurimoto, T. Nakaya 他62名
  • 雑誌名: Phys.Rev 巻: D81 ページ: 033004
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.81.033004
• [雑誌論文] Search for Charged Current Coherent Pion Production on Carbon in a Few-GeV Neutrino Beam (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Hiraide, T. Nakaya 他62名
  • 雑誌名: Phys.Rev. 巻: D78 ページ: 112004
  • DOI: DOI: 10.1103/PhysRevD.78.112004
• [学会発表] An experimental outlook for the discovery of Proton decay and CP violation in leptonic sector (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakaya
  • 学会等名: 12th International Workshop on Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors (NNN11)
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 20111107-1109
• [学会発表] Beyond the standard model - Search for New Physics- (2011)
  • 著者名/発表者名: 中家 剛
  • 学会等名: 日独先 端科学シンポジウム(JGFoS2011)
  • 発表場所: ホテルニューオータニ (東京都千代田区)
  • 年月日: 20111028-1030
• [学会発表] Results and Prospects of the T2K neutrino experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Nakaya
  • 学会等名: KMI Inauguration Conference on " Quest for the Origin of Particles and the Universe" (KMIIN)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20111024-1026
• [学会発表] 10年先を俯瞰した_J-PARC における_素粒子実験の展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中 家 剛
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 20110916-0919
• [学会発表] Long-baseline neutrino experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya
  • 学会等名: he 35th International Conference on High Energy Physics
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 20100722-0728
• [学会発表] Photodetectors R&D for cost effective PMs, MPPC (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya
  • 学会等名: European Strategy for Future Neutrino Physics
  • 発表場所: CERN
  • 年月日: 20091001-1003
• [学会発表] New results from the FNAL SciBooNE neutrino experiment (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya
  • 学会等名: FOURTEENTH LOMONOSOV CONFERENCE ON ELEMENTARY PARTICLE PHYSICS
  • 発表場所: Moscow
  • 年月日: 20090819-0825
• [学会発表] Multi-Pixel Photon Detectors (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya
  • 学会等名: Pixel 2008 International Workshop
  • 発表場所: Fermilab, Batavia, IL, USA.
  • 年月日: 20080923-0926
• [学会発表] Experimental status of neutrino scattering physics and needed measurements (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nakaya
  • 学会等名: 10th International Workshop on Neutrino Factories, Super beams and Beta beams (NuFact08)
  • 発表場所: Valencia-Spain
  • 年月日: 20080630-0705
• [図書] 基礎物理学シリーズ11 現代物理学の 世界 (2010)
  • 著者名/発表者名: 二宮正夫編(中家 剛が一部執筆)
  • 総ページ数: 192
  • 出版者: 講談社
• [図書] 素粒子物理学ハンドブック (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田作衛他編(中家 剛が一部執筆)
  • 総ページ数: 679
  • 出版者: 朝倉 書店
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/ research/Neutrino/index.html
• [備考]
  • URL: http://t2k-experiment.org/ja
• [備考] 新聞発表、メディア等1."ニュートリノ新変身観測"朝日新聞、2011 年6 月16 日.2."対談日本を横断するニュートリノ",日経サイエンス2010 年10 月号.3."ニュートリノ初検出J-PARC 実験施設"、茨木新聞本誌朝刊、2009 年11 月25 日.4."ニュートリノを飛ばす岐阜←茨城300キロ"、東京新聞Web 版、2009 年8 月11 日.5."サイエンス「宇宙の誕生の謎に迫る」-ニュートリノの大規模実験進む-"日本経済新聞、2009 年5 月24 日.