カムランドでの超高感度2重ベータ崩壊探索を目指す検出器の開発研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21244025
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 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)
• 連携研究者: 末包 文彦 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (10196678)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 素粒子実験 / ニュートリノ / カムランド / 2重ベータ崩壊 / 液体シンチレータ / キセノン

研究概要

本研究はニュートリノがそれ自体反ニュートリノであれば起こり得る「ニュートリノの出ない2重ベータ崩壊」の発見を目指す検出器の開発研究である。世界最大の液体シンチレータ検出器カムランドを活用し、キセノン136原子核を溶解した液体シンチレータとこれを収納するミニバルーンを開発製作し、世界最高感度での探索実験を行うことに成功した。その結果、発見を主張してきたゲルマニウム76核の実験結果はほぼ排除された。

研究成果

• [雑誌論文] KamLAND-Zen Collaboration, Limit on Neutrinoless ββ ecay of Xe^^<136> from the First Phase of KamLAND-Zen and Comparison with the Positive Claim in Ge^^<76> (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, J.Shirai (他40名)
  • 雑誌名: Physical Review Letters 110 ページ: 062502-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.110.062502
  • 査読あり
• [雑誌論文] カムランド禅実験によるXe^^<136>核のニュートリノレス二重ベータ崩壊の探索:第1フェーズの結果と今 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平、山田悟
  • 雑誌名: 原子核研究 巻: 第50巻2号 ページ: 50-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] KamLAND-Zen Collaboration, "Limits on Majoron-emitting double-β decays of Xe^^<136> in the KamLAND-Zen experiment" (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, J.Shirai (他37名)
  • 雑誌名: Physical Review C86 ページ: 021601(R)-1-4
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.86.021601
  • 査読あり
• [雑誌論文] KamLAND-Zen Collaboration, "Measurement of the Double-Beta Decay Half-life of Xe^^<136> in KamLAND-Zen" (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, J.Shirai (他37名)
  • 雑誌名: Physical Review C85 ページ: 045504-1-5
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.85.045504
  • 査読あり
• [雑誌論文] KamLAND Collaboration、"Search for extraterrestrial antineutrino sources with the KamLAND detector" (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, J.Shirai, F.Suekane (他76名)
  • 雑誌名: Astrophysical Journal 巻: 745 ページ: 193-1-8
  • DOI: DOI:10.1088/0004-637X/745/2/193
  • 査読あり
• [雑誌論文] KamLAND Collaboration, "Partial radiogenic heat model for Earth revealed by geoneutrino measurements" (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, J.Shirai, F.Suekane(他63名)
  • 雑誌名: Neutrino Geoscience 巻: 4 ページ: 647-651
  • DOI: DOI:10.1038/ngeo1205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the B^^8 solar neutrino flux with the KamLAND liquid scintillator detector (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, J.Shirai, F.Suekane (他76名)
  • 雑誌名: Physical Review C84 ページ: 035804-1-6
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.84.035804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constraints on theta_13 from a three-flavor oscillation analysis of reactor antineutrinos at KamLAND (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Gando, J.Shirai,F.Suekane,(KamLAND Collaboration、他62名)
  • 雑誌名: Physical Review D83 ページ: 052002-1-11
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevD.83.052002
  • 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, J.Shirai,F.Suekane,(KamLAND Collaboration、
  • 雑誌名: Physical Review C81 ページ: 052002-1-11
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.81.025807
  • 査読あり
• [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 2012
  • 発表場所: Otranto, Italy
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] KamLAND-Zen (2011)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: KEK現象論研究会(KEK-PH2012)
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構、つくば市
  • 年月日: 2011-02-28
• [学会発表] KamLAND-Zen (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: 二重ベ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-Zen for the Neutrino-less Double Beta Decay of Xe^^<136> (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: the 3rd GCOE International Symposium "Weaving Science Web beyond Particle- Matter Hierarchy"
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-02-17
• [学会発表] Reactor, Geo and Solar neutrinos (2009)
  • 著者名/発表者名: 白井淳平
  • 学会等名: XXIst Recontres de Blois, Windows on the Univers
  • 発表場所: Chateau de Blois, sVallee de la Loire, France.
  • 年月日: 20090621-26
• [図書] (2011)
  • 著者名/発表者名: 末包文彦、白井淳平、湯田春雄、共立出版
  • 総ページ数: 398
  • 出版者: 素粒子・原子核物理学の基礎-実験から統一理論まで-