2018 年度研究成果報告書

J-PARCを用いたニュートリノ振動実験計画の物理能力評価と最適化条件の探索

研究課題

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研究課題/領域番号	26400254
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	国際医療福祉大学
研究代表者	岡村直利国際医療福祉大学, 保健医療学部, 准教授 (40402812)
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード	ニュートリノ振動 / ニュートリノ物理 / 素粒子理論 / 素粒子物理学
研究成果の概要	ニュートリノ振動に関係する物理量の中で、質量階層性とCP位相が未測定の物理量として残っている。これらは次世代ニュートリノ実験の主要な測定目標となっている。本研究では、これまで申請者を含む共同研究グループが提案してきたT2K実験を拡張したTokai-to-Kamioka-and-Korea(T2KK)実験やTokai-to-Kamioka-and-Oki(T2KO)実験の物理能力について、より現実的な条件下で再解析を行った。その結果T2KK実験では3～5σ、T2KO実験では1～4σ程度で質量階層性が特定でき、CP位相も誤差20度から50度程度で測定できることを示した。
自由記述の分野	素粒子理論
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究を含むこれまでの研究によって、ニュートリノ振動に関係する質量階層性やCP位相の測定が、実現可能な技術で且つ多額の費用を必要とせずに測定できることを示すことができた。本研究はT2KK実験とT2KO実験に特化しているが、両実験の物理能力が高い理由を論理的に突き詰めているため、本研究の結論は、T2KK実験やT2KO実験のみならず、次世代ニュートリノ振動実験の実験計画策定に重要な示唆を与えるものと期待できる。本研究を含む我々の一連の研究は東アジアでのニュートリノ振動実験に一定の方向性を与え、今後T2HKK実験等の計画立案に基礎的な指針を与えるものと思っている。