| 研究課題/領域番号 |
24340043
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 健三 北海道大学, ー, 名誉教授 (90159690)
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| 研究分担者 |
鈴木 久男 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20192619)
矢吹 哲夫 酪農学園大学, 農学生命科学部, 教授 (50275484)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ニュートリノの干渉・回折 / ニュートリノの質量 / ニュートリノの異常電磁遷移 / 太陽コロナの加熱問題 / 銀河におけるニュートリノの異常電磁遷移 |
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| 研究実績の概要 |
ニュートリノの干渉・回折」を多体シュレイデインガー方程式にもとずいて、起源、特徴、効果、観測法、を解明し、その応用の一つとして「ニュートリノの質量」測定の新たな方法を提案した。起源は、量子波動の干渉にあり、また状態遷移で長年使われてきた「フェルミの黄金律」の有限サイズ補正となっている。そのため、ニュートリノや光子が関連する幅広い物理現象に現れ、ニュートリノが今までの想像を超えた広い領域で様々な効果を示していることが、明らかになった。
ニュートリノは、原子核分裂や融合反応において生成される中性な素粒子であり、近年質量に対する知見が得られ、小さな質量を持つことが、確認された。しかしながら、３種のニュートリノの質量の二乗の差はわかったが、絶対値はまだ未定である。一方で、物質との相互作用が極めて弱いため、測定には困難が伴う。そのため、質量や結合定数等の物理的な性質は、まだ未知な事柄が残されている。
本研究では、ニュートリノの特質である物質との弱い相互作用を応用した新現象であるニュートリノの干渉・回折を解明すると共に、相対論的な量子波動で発現する諸物理の総合的な理論研究的な解明を行った。ニュートリノがマクロな空間領域で量子的な波動として振る舞い、今までの常識を超えるマクロな効果を発現させることを示した。特に、希薄な物質中で効果は大きく増幅され、太陽コロナ、地球電離層、銀河、や大気中における現象として発現する。今まで皆無であったこれらの領域における特異的な量子効果、並びに関連するフェルミの黄金律の有限サイズ補正が解明された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初予定した「ニュートリノの干渉・回折」の理論的な解明は、ほぼ完了した。さらに、当初の研究で得られた結果や方法を、幅広い対象に適用する研究を継続している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今までの研究で、量子力学の遷移確率にフェルミの黄金律からの補正があり、希薄な物質中におけるニュートリノ反応や光反応で特に大きくなることが判明した。黄金律は量子力学が関与するすべての現象や分野で、長い間使われてきたものであり、大きな補正項の存在は、今までの理解に対する修正を引き起こす。補正項はあたかも、新たな熱源や、新たな相互作用と同じように新現象や新効果を引き起こす可能性がある。そのため、今までの理解の大幅な訂正を引き起こす事態や逆に今まで理解不可能であった現象の理解がされる、等がありうる。これは、素粒子、原子核から、原子、分子等の広い範囲に及ぶ。そのため、黄金律の補正の完全な解明は、緊急を要する重要なテーマである。これをさらに推し進め、幅広い分野の検討を行う。具体的には、先ず
１．太陽コロナ、地球電離層、銀河等の弱い磁場中に実現した希薄なプラズマ中での、ニュートリノの電磁遷移やニュートリノと電場、磁場との異常散乱、を解明し、ニュートリノの太陽圏、地球圏、銀河における役割を解明する。
２．ニュートリノの希薄磁気プラズマとの異常散乱を応用した、新たなニュートリノ測定器の検討。
３．素粒子、原子核、原子、さらに分子の電磁遷移における、フェルミの黄金律の破れ効果の適用による、幅広い自然現象の解明を行う。これらの反応は、素粒子の諸性質、地球温暖化、不安定原子核、生物における光反応等の諸問題に関わる重要な事柄である。
４．今まで、理論研究を中心に行ってきたが、さらに実験的な研究を推進する必要性を感じている。実験家の協力を仰ぐことを検討中である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究成果の発表や情報・資料の収集を行う目的で、予定にしていた外国における国際会議の出席を当地、並びに近隣における治安悪化を含む諸情勢を鑑み取りやめたこと。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今年度における成果の発表に使用する。特に、国際会議に出席して、成果の発表や情報収集を行い精度の高い研究を達成する。
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