| 研究課題/領域番号 |
26400292
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
小汐 由介 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (80292960)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ニュートリノ / 原子核反応 / 中性カレント / 脱励起ガンマ線 / 超新星爆発 |
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| 研究実績の概要 |
本研究はT2K実験におけるニュートリノの酸素原子核との反応で発生する脱励起ガンマ線の測定することにより、これまで測定されていなかった中性カレント準弾性散乱反応を測定することである。前年度には世界で初めてこの反応を測定し、論文がPRD誌に掲載された。次のステップとして、本反応をさらに高精度で測定することにより、スーパーカミオカンデにおける超新星背景ニュートリノの雑音事象の頻度予測や、ステライルニュートリノの探索を行うことにある。
本測定における現時点での最大の系統誤差は中性子の酸素原子核との二次反応により発生するガンマ線事象である。その系統誤差を削減するために、大阪大学核物理研究センター（RCNP）での中性子ビームラインを利用したビーム実験を提案した。前年度の2015年1月と本年度の６月には予備実験を２度、遂行することができた。予備実験の結果、中性子ビームラインに水標的を置き、周りをガンマ線検出器で覆うことにより、上記反応によるガンマ線事象をほぼ雑音無しに取得できることを示した。本結果をRCNPの委員会に提案したところ、実験の実施を正式に承認いただいた。
RCNPでのビーム実験に向けて、J-PARCにおける予備実験(T64)を遂行した。本実験はJ-PARCのニュートリノ前置検出器施設に検出器を設置し、ニュートリノと周りの物質との反応により発生する中性子やガンマ線事象の取得を目的とした。現在、鋭意データ解析中であるが、検出器のセットアップや電子回路、計算機の設定などRCNPでの実験準備は完了した。
研究組織としても、京都大や神戸大に加え、TRIUMF研究所（カナダ）やパドバ大学（イタリア）からも参加することになり、より国際的に発展している。
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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
当初の予定では本年度はT2Kのデータ解析を行い、中性子ビームを使った実験の検討をすることであった。しかし前年度中には初めての論文が掲載され、ビーム実験についてもすでに２度の予備実験が完了し、実験提案も承認され2016年度には早くも本実験が開始される予定である。またこれらの成果は国内外での研究会、学会で報告を行った。組織としても国内のみならず海外からも参加の打診があり、当初の予想を超えて広がりを見せている。以上のことから（１）の評価を与えた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度までの研究成果をもとに、今後はRCNPでの中性子ビームを使った本実験を遂行する予定である。これまでの予備実験は概ね成功しているが、同時にいくつか課題も見えている。特に本ビーム実験では、ガンマ線のみならず中性子も検出器に入ってくると予想され、その粒子識別を高精度で行うことが喫緊の課題である。現在、様々な検出器の試験を行っており、本実験では、より精度の高い結果が得られるよう研究計画を練っているところである。
本ビーム実験結果が得られば直ちにT2K実験へフィードバックを行い、系統誤差をより低減させる解析を行う。さらに超新星背景ニュートリノ観測における雑音事象の見積もりや、ステライルニュートリノ探索も遂行していく。
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