将来の CP 非保存実験を見込んだ T2K 実験の高感度化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21244042
• 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: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 小林 隆 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究, 教授 (70291317)
• 連携研究者: 長谷川 琢哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40261549) ; 中平 武 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (30378575) ; 坂下 健 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (50435616) ; 丸山 和純 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80375401) ; 柴田 政宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 博士研究員 (40391974)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ニュートリノ振動 / CP 対称性非保存 / ハドロン生成 / 水チェレンコフ検出器

研究概要

本研究では長基線ニュートリノ振動実験 T2K の電子ニュートリノ出現事象の感度向上させ、将来のニュートリノにおける CP 非保存探索実験実現のための道筋をつけることを目的とし、前置検出器器から SK への事象数の外挿精度を改善するために、(1)ニュートリノの親粒子であるパイ中間子の生成断面積の精密測定や、 (2)新しい前置ニュートリノ検出器の開発を行った。 本研究成果は 2011 年に発表を行った世界初の電子ニュートリノ出現事象の兆候の測定、2012 年の有意度 3.2σでの測定に繋がった。また、新しい前置ニュートリノ検出器として小型水チェレンコフ検出器の開発を進めた。本研究の成果は、国際会議や国内の学会、また学術論文で発表した。

研究成果

• [雑誌論文] The T2K Neutrino Flux Prediction (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Abe, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D87 ページ: 12001
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevD.87.012001, DOI:10.1103/PhysRevD.87.019902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the Inclusive NuMuCharged Current Cross Section on Carbon in the Near Detector of the T2K Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Abe, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Physical Review 巻: D87 ページ: 092003
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevD.87.092003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pion emission from the T2K replica target: method, results and application (2013)
  • 著者名/発表者名: N.Abgrall, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth 巻: A701 ページ: 99
  • DOI: DOI:10.1016/j.nima.2012.10.079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Production Properties of Positively Charged Kaons in Proton-Carbon Interactions at 31 GeV/c (2012)
  • 著者名/発表者名: N.Abgrall T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Physical Review 巻: C85 ページ: 035210
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.85.035210
  • 査読あり
• [雑誌論文] First Muon-Neutrino Disappearance Study with an Off-Axis Beam. (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 85 ページ: 031103
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevD.85.031103
  • 査読あり
• [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: K. Abe, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 107 ページ: 041801
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.107.041801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurements of Cross Sections and Charged Pion Spectra in Proton-Carbon Interactions at 31 GeV/c (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Abgrall, T.Kobayashi, T.Hasegawa, T.Nakadaira, K.Sakashita, M.Shibata 他
  • 雑誌名: Physical Review 巻: C84 ページ: 034604
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.84.034604
  • 査読あり
• [学会発表] 小型水チェレンコフ検出器Mizuche を使った T2K 前置検出器実験室でのニュートリノ反応測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 黄坤賢
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 小型水チェレンコフ検出器Mizuche を使った T2K 前置検出器部分でのニュートリノ反応数の測定(2) (2012)
  • 著者名/発表者名: 黄坤賢
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 小型水チェレンコフ検出器Mizuche を使った T2K 前置検出器部分でのニュートリノ反応数の測定(1) (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋将太
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] Long baseline neutrino experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: 小 林 隆
  • 学会等名: 国際会議 ICHEP2012
  • 発表場所: オーストラリアメルボルン
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] Results from T2K (2012)
  • 著者名/発表者名: 坂下健
  • 学会等名: 国際会議 ICHEP2012
  • 発表場所: オーストラリアメルボルン
  • 年月日: 2012-07-05
• [学会発表] Development of Small Water Cherenkov Detector "Mizuche" at T2K Near Detector Hall (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋将太
  • 学会等名: 国際会議Neutrino2012
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-06-03
• [学会発表] 小型水チェレンコフ検出器"Mizuche"を使ったニュートリノ反応数測定の現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋将太
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 兵庫
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Present and future neutrino beam at J-PARC (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂下健
  • 学会等名: 国際会議 NNN2011
  • 発表場所: スイス・チューリッヒ
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] 小型水チェレンコフ検出器"Mizuche" 宇宙線を用いた性能評価の報告 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋将太
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] Status of T2K (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林隆
  • 学会等名: 国際会議Neutrino 2010
  • 発表場所: ギリシャ・アテネ
  • 年月日: 2010-06-14