ニュートリノ観測装置カムランドを用いたニュートリノレス二重β崩壊の研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21000001
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系; 数物系科学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 井上 邦雄 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (10242166)
• 連携研究者: 白井 淳平 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (90171032) ; 三井 唯夫 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (20283864)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2013
• キーワード: 素粒子(実験)

研究概要

ニュートリノのマヨラナ性を検証するニュートリノレスニ重β崩壊研究において、巨大・極低放射能環境のカムランドに^<136>Xeを大量導入することで、迅速かつ効率的に世界最高感度での探索を実現した。同各種を使う実験との統合解析により、^<76>Geでの信号発見の主張を排除し、マヨラナ有効質量の上限値120～250meVを与えた。並行して、原子炉停止時のデータから地球ニュートリノ観測を高精度化し、地球モデルの選別を開始するに至った。

研究成果

• [雑誌論文] Reactor on-off antineutrino measurement with KamLAND (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, H. Hanakago, H. Ikeda, K.Inoue, K. Ishidoshiro, H. Ishikawa, M. Koga, R. Matsuda, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, K. Nakamura, A. Obata, A. Oki, Y. Oki, M. Otani, I. Shimizu, J. Shirai et al.(46名) (KamLAND collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 ページ: 033001-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Limit on Neutrinolessββ Deacy of ^<136>Xe from the First Phase of KamLAND-Zen and Comparison with the Positive Claim in ^<76>Ge (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, H. Hanakago, H. Ikeda, K.Inoue, K. Ishidoshiro, R. Kato, M. Koga, S. Matsuda, T. Mitsui, D. Motoki, T. Nakada, K. Nakamura, A. Obata, A. Oki, Y. Ono, M. Otani, I. Shimizu, J. Shirai et al.(42名)(KamLAND-Zen collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 110 ページ: 062502-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Limits on Majoron-emiting double-p decays of ^<136>Xe in the KamLAND-Zen experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, H. Hanakago, H. Ikeda, K. Inoue, R. Kato, M. Koga, S. Matsuda, T. Mitsui, T. Nakada, K. Nakamura, A. Obata, A. Oki, Y. Ono, I. Shimizu, J. Shirai et al.(39名)(KamLAND-Zen collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 86 ページ: 021601-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the double-βdecay half-life of ^<136>Xe with the KamLAND-Zen experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, H. Hanakago, H. Ikeda, K. Inoue, R. Kato, M. Koga, S. Matsuda, T. Mitsui, T. Nakada, K. Nakamura, A. Obata, A. Oki, Y. Ono, I. Shimizu, J. Shirai et al.(39名)(KamLAND-Zen collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review 巻: C85 ページ: 045504-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for extraterrestrial antineutrino sources with the KamLAND detector (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, K. Ichimura, H. Ikeda, K.Inoue, Y. Kibe, Y. Kishimoto, M. Koga, Y. Minekawa, T. Mitsui, T. Morikawa, N. Nagai, K. Nakajima, K. Nakamura, K. Narita, I. Shimizu, Y. Shimizu, J. Shiai et al.(66名)(KamLAND collaboration)
  • 雑誌名: The Astrophysical Journal 巻: 745 ページ: 1938
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, K. Ichinlura, H. Ikeda, K. Inoue, Y. Kibe, Y. Kishimoto, M. Koga, Y. Minekawa, T. Mitsui, T. Morikawa, N. Nagai, K. Nakajima, K. Narita, I. Shimizu, Y. Shimizu, J. Shirai et al. (66名)(KamLAND collaboration)
  • 雑誌名: nature geoscience 巻: 4 ページ: 647-651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the ^8B solar neutrino flux with the KamLAND liquid scintillator detector (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, K. Furuno, A. Gando, Y. Gando, K. Ichimura, H. Ikeda, K. Inoue, Y. Kibe, W. Kimura, Y. Kishimoto, M. Koga, Y. Minekawa, T. Mitsui, T. Morikawa, N. Nagai, K. Nakajima, K. Nakamura, M. Nakamura, K. Narita, I. Shimizu, Y. Shimizu, J. Shirai et al.(79名) (KamLAND collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 84 ページ: 035804-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on θ_<13> from a three-flavor oscillation analysis of reactor antineutrinos at KamLAND (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, Y. Gando, K. Ichimura, H. Ikeda, K. Inoue, Y. Kibe, Y. Kishimito, M. Koga, Y. Minekawa, T. Mitsui, T. Morikawa, N. Nagai, K. Nakajima, K. Nakamura, K. Narita, I. Shimizu, Y. Shimizu, J. Shirai et al.(65名)(KamLAND collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 ページ: 052002-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of radioactive isotopes through cosmic muon spallation in KamLAND (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, S. Enonloto, K. Furuno, Y. Gando, H. Ikeda, K. Inoue, Y. Kibe, Y. Kishimoto, M. Koga, Y. Minekawa, T. Mitsui, K. Nakajima, K. Nakajima, K. Nakamura, M. Nakamura, I. Shimizu, Y. Shimizu, J. Shirai et al.(82名)(KamLAND collaboration)
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 18 ページ: 025807-14
  • 査読あり
• [学会発表] KamLAND-Zen実験の現状と将来 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丸藤祐仁
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会「二重べータ崩壊研究の最前線」シンポジウム
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] KamLAND (2013)
  • 著者名/発表者名: 石徹白晃治
  • 学会等名: International Workshop on Next Generation Nucleaon Decay and Neutrino Detectors(NNN13)
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2013-11-11
• [学会発表] Status of the KamLAND-Zen Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Decowski
  • 学会等名: 13^<th> International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP2013)
  • 発表場所: Asilomar, USA
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] Past and Present Experiments of Geo Neutrinos (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 13^<th> International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP2013)
  • 発表場所: Asilomar, USA
  • 年月日: 2013-09-09
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: The Status of KamLAND-Zen for neutrino-less Double Beta Decay of ^<136>Xe
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2013-08-23
• [学会発表] KamLAND2-Zen (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 天文学・宇宙物理学中規模計画の展望
  • 発表場所: 日本学術会議講堂
  • 年月日: 2013-05-28
• [学会発表] Status of KamLAND-Zen (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: Opportunities in Underground Physics for Snowmass
  • 発表場所: Asilomar, USA
  • 年月日: 2013-05-26
• [学会発表] KamLAND2-Zen (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: 極低バックグラウンド素粒子原子核研究懇談会
  • 発表場所: 富山市
  • 年月日: 2013-04-23
• [学会発表] KamLAND-Zen (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村健悟
  • 学会等名: Neutrino Telescopes 2013
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] KamLAND (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡辺寛子
  • 学会等名: Neutrino Telescopes 2013
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 2013-03-12
• [学会発表] 非加速器素粒子原子核実験 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: 素粒子物理・原子核物理分野の「大型施設計画・大規模研究計画マスタープラン」に関するシンポジウム
  • 発表場所: 港区
  • 年月日: 2013-02-08
• [学会発表] KamLAND-Zen Status and Future (2012)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: Neutrino Oscillation Workshop(NOW2012)
  • 発表場所: Otranto, Italy
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] Status of KamLAND-Zen (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: Neutrlnos and Dark Matter in Nuclear Physics
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2012-06-11
• [学会発表] Results from KamLAND-Zen (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: The XXV International Conference on Neutrino and Astrophysics(Neutrino 2012)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2012-06-06
• [学会発表] Present Status of KamLAND-Zen (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸藤祐仁
  • 学会等名: International Workshop on Double Beta Decay and Neutrinos (DBD11)
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Ov2βin KamLAND-Zen and SNO+ (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: Workshop on Lepton and Baryon Number Violation (BLV2011)
  • 発表場所: Gatlinburg, USA
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 地下における素粒子実験の展望 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会「10年先を俯瞰した高エネルギー物理学の将来展望」シンポジウム
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Low energy neutrino physics at KamLAND (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺寛子
  • 学会等名: 12^<th> International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP11)
  • 発表場所: Munich, Germany
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] KamLAND-Zenの将来計画 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: 二重べータ崩壊研究懇談会
  • 発表場所: 岩沼市
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] KamLANDの将来計画 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: 宇宙線研究者会議将来計画シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Low-energy neutrino physics with KamLAND (2010)
  • 著者名/発表者名: 三井唯夫
  • 学会等名: Neutrino Oscillation Workshop (NOW2010)
  • 発表場所: Otranto, Italy
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] KamLAND-Zen : Search for neutrino-less double-beta decay with the neutrino detector (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: Fundamental Physics Using Atoms
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-08-09
• [学会発表] KamLAND double beta experiment using ^<136>Xe (2010)
  • 著者名/発表者名: 古賀真之
  • 学会等名: 35^<th> International Conference on High Energy Physics (ICHEP2010)
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2010-07-24
• [学会発表] New Geo-neutrino Measurement with KamLAND (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上邦雄
  • 学会等名: The XXIV International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2010)
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 2010-06-19
• [学会発表] Liquid Scintillator based experiments in Oν Double Beta Decay (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村健悟
  • 学会等名: The XXIV International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2010)
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 2010-06-16
• [備考]
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/