磁場印加型エマルション検出器を用いたニュートリノ振動実験

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23540347
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 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: 東邦大学
• 研究代表者: 渋谷 寛 東邦大学, 理学部, 教授 (40170922)
• 研究分担者: 三角 尚治 日本大学, 生産工学部, 准教授 (80408947)
• 連携研究者: 小川 了 東邦大学, 理学部, 教授 (10256761)
• 研究協力者: 福田 努 東邦大学, 理学部, 博士研究員 (10444390)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 素粒子実験 / エマルション / 磁場 / ニュートリノ / ECC

研究概要

OPERA実験はタウニュートリノ候補を４例検出した。この内、３例はハドロンを含む崩壊で、バックグラウンド(BG)を研究したところ、シミュレーションでよく再現できることが確認でき、BG期待値の見積もりを実験的に裏付けることができた。その結果、ミューニュートリノからタウニュートリノへの振動は4.2σの統計的有意性で確立できた。バネを用いたエマルション検出器を製作し、ビーム照射実験を行った。解析により、適切なバネの強度と取り扱いの課題を得ることができた。新技術としてフィルム変形補正用フォトマスクと大角度飛跡認識装置の開発に成功した。これは磁場印加型エマルション検出器を用いた実験には重要な技術である。

研究成果

• [雑誌論文] Evidence for ν_μ→ν_t appearance in the CNGS neutrino beam with the OPERA experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計171名)
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: D89 ページ: 051102(R)1-6
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.89.051102
  • 査読あり
• [雑誌論文] New results on ν_μ→ν_t appearance with the OPERA experiment in the CNGS beam (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計169名)
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 11, 036 ページ: 0-31
  • DOI: 10.1007/JHEP11(2013)036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for ν_μ→ν_e oscillations with the OPERA experiment in the CNGS beam (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計163名)
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 07, 004 ページ: 0-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new method to correct deformations in emulsion using a precise photomask (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Kimura, H. Ishida, H. Shibuya, S. Ogawa, T. Matsuo, C. Fukushima, G. Takahashi, K. Kuge, Y. Sato, I. Tezuka, S. Mikado
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Meth 巻: A711 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.01.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automatic scanning of nuclear emulsions with wide-angle acceptance for nuclear fragment detection (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Fukuda, S. Fukunaga, H. Ishida, K. Kodama, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya, J. Sudo
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 8, P01023 ページ: 0-12
  • DOI: 10.1088/1748-0221/8/01/P01023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam using the 2012 dedicated data (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Adam, T. Fukuda, H. Ishida, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計170名)
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 01, 153 ページ: 0-13
  • DOI: 10.1007/JHEP01(2013)153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Adam, T. Fukuda, H. Ishida, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計190名)
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 10 ページ: 093 -2-34
  • DOI: 10.1007/JHEP10(2012)093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for ν_μ→ν_t oscillation with the OPERA experiment in the CNGS beam (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計188名)
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: 14, 033017 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1088/1367-2630/14/3/033017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Momentum measurement by the multiple Coulomb scattering method in the OPERA lead-emulsion target (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計186名)
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: 14, 013026 ページ: 1-19
  • DOI: 10.1088/1367-2630/14/1/013026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of charm production in neutrino charged-current interactions (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kayis-Topaksu, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計88名)
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: 13, 093002 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1088/1367-2630/13/9/093002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of neutrino interactions with the electronic detectors of the OPERA experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Agafonova, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya et al (計185名)
  • 雑誌名: New J. Phys 巻: 13, 053051 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1088/1367-2630/13/5/053051
  • 査読あり
• [学会発表] OPERA 実験におけるタウ崩壊のバックグラウンドとなるハドロン反応の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村秋哉, 渋谷寛, 小川了, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス(平塚市)
  • 年月日: 2014-03-27
• [学会発表] Emulsion Neutrino Spectrometer for future neutrino experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Shibuya, T. Fukuda, C. Fukushima, H. Ishida, M. Kimura, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa
  • 学会等名: Workshop on Nuclear Track Emulsion and its Future
  • 発表場所: Predeal, Romania
  • 年月日: 2013-10-14
• [学会発表] Study of Neutrino Oscillations in the OPERA Experiment (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, H. Shibuya, et al
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場 (千葉市)
  • 年月日: 2013-07-17
• [学会発表] 原子核乾板自動飛跡選別装置FTS の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土田勇介, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 石田拓運, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 牧野隆起, 福永匠吾
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 原子核乾板における大角度飛跡測定のための自動飛跡読取装置の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 須藤純, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 牧野隆起, 福永匠吾
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] 最新鋭原子核乾板自動飛跡選別装置FTS を用いたOPERA 実験の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田努, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 牧野隆起, 福永匠吾
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] OPERA 実験におけるタウ・ハドロン崩壊バックグラウンドの新しい運動量領域解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木平, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 須藤純, 牧野隆起, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] OPERA 実験におけるタウ崩壊事象に対するハドロンバックグラウンド (2013)
  • 著者名/発表者名: 石田拓運, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 牧野隆起, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] OPERA 実験におけるGran Sasso 研究所現地での Brick Handling 現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧野隆起, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] OPERA 実験におけるτハドロン崩壊バックグラウンド推定値の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松尾友和, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 牧野隆起, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学東広島キャンパス(東広島市)
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] Study of hadron interactions in OPERA-like bricks (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Shibuya, H. Ishida, T. Matsuo, S. Mikado, S. Ogawa, A. Sheshukov, et al
  • 学会等名: The XXV International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics
  • 発表場所: 京都テルサ(京都市)
  • 年月日: 20120603-08
• [学会発表] OPERA 実験におけるテストビームを用いたハドロンバックグラウンド解析とその低 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田拓運, 松尾友和, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 牧野隆起, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] OPERA 実験における核破砕粒子・ガンマ線を用いたバックグラウンドの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田拓運, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原キャンパス(西宮市)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] GPU 搭載型次世代原子核乾板自動飛跡選別装置の開発と実用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福田努, 渋谷寛, 小川了, 松尾友和, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学西宮上ケ原キャンパス(西宮市)
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] Emulsion scanning system of Toho University (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shibuya, S. Ogawa, T. Fukuda, S. Mikado, C. Fukushima, M. Kimura, T. Matsuo, H. Ishida, Y. Tsuchida, T. Kajiwara, J. Sudo, T. Suzuki
  • 学会等名: Workshop on J-PARC E07 Experiment
  • 発表場所: Pusan National University (Busan, Korea)
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] OPERA 実験における核破砕粒子・ガンマ線を伴うバックグラウンドの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石田拓運, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 松尾友和, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学文京町キャンパス(弘前市)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] OPERA 実験におけるτハドロン崩壊のバックグラウンド解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 松尾友和, 渋谷寛, 小川了, 福田努, 石田拓運, 土田勇介, 梶原崇史, 鈴木平, 須藤純, 三角尚治, 他
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学文京町キャンパス(弘前市)
  • 年月日: 2011-09-18
• [備考]
  • URL: http://www.ph.sci.toho-u.ac.jp/lab/