| 研究課題/領域番号 |
24224007
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岸本 忠史 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (90134808)
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| 研究期間 (年度) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| キーワード | 二重ベータ崩壊 / ニュートリノ / カルシウム / 低バックグラウンド / 原子核 |
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| 研究概要 |
現在の物質優勢の宇宙を説明するにはCP対称性の破れに加えて粒子数の保存則の破れが必要である。現時点で最有力と考えられている説明は、レプトン数保存則の破れが起こるというレプトジェネシスシナリオである。ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の研究は、レプトン数保存則の破れに対応するニュートリノのマヨラナ粒子性を検証するものである。
本研究では、CaF2を用いたCANDLES III(UG)装置を用いて、48Caの二重ベータ崩壊の観測を行う。さらに装置を高感度化するため、濃縮48Caの製造を進め、冷却システムの導入を行う。そのために、本年度は、二重ベータ崩壊測定：CANDLES III(UG)装置での基本性能評価、48Ca濃縮：スケールアップした濃縮システムでの性能評価、冷却システム：小型装置を用いた冷却テストとCANDLES III(UG)への導入準備、を行なった。それぞれについて述べる。
二重ベータ崩壊測定：CANDLES III(UG)装置での基本性能評価：ライトパイプ（光の収集効率改善に必要）を導入した後の性能評価を行った。光の集光効率は1.8倍に改善、CaF2事象の位置再構成後の弁別能は6σ、波形解析による粒子弁別能は4σに改善していることを確認した。
48Ca濃縮：スケールアップした濃縮システムでの性能評価：泳動濃縮の際に用いる泳動カラムの直径を、これまでの4倍(32mm、体積16倍)にしたカラムでの性能評価を行った。結果として、予定通りの濃縮量と同位体比を得るとともに、大型化が可能であることを確認した。
冷却システム：小型装置を用いた冷却テストとCANDLES III(UG)への導入準備：小型システムを用いて、冷却時の粒子弁別能を調べた。その結果、弁別能が4.5σに改善していることを確認した。また、実際にCANDLES III(UG)への温度安定化システムの導入を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究の3つの研究項目について、それぞれおおむね順調に進展している。
"二重ベータ崩壊測定"は、ほぼ予定通りの進展状況で、性能評価・解析手法の確立・安定測定を進めている。
"冷却システム"も、予定通りの進展状況で、CANDLES III(UG)への温度安定化システムの導入を終了した。
"48Ca濃縮"は、予定していた研究項目の開発順序をいれかえ、大型泳動カラムでの性能評価を先に行ったが、研究期間内に計画を進めるうえでは問題ない。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の3つの研究項目について、それぞれ下記を行うことを予定している。
"二重ベータ崩壊測定"では、長期測定を行い、バックグラウンド量の評価を行う。
"48Ca濃縮"では、大量濃縮のためのシステム設計とコストパフォーマンスの改善を行う。
"冷却システム"は、温度安定化システムに引き続き冷却システムの導入を行う。
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