ニュートリノ振動現象におけるレプトン数の破れとそれの将来の実験に対する示唆

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14046217
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 佐藤 丈 埼玉大学, 理学部, 助教授 (60322294)
• Keywords: ニュートリノ / CPの破れ / Lepton Flavor Violation / ニュートリノ振動実験 / Exotic Interaction

Research Abstract

大気ニュートリノ異常や太陽ニュートリノ欠損をニュートリノ振動で説明するためにはレプトンフレーバー数を破る必要がある。したがってそのための模型を考えると、レプトンフレーバーを破るような相互作用が必要になる。ある種の模型ではその効果が、タウ粒子やミューオンなどの荷電レプトンが崩壊する過程においてレプトンフレーバーを破る稀崩壊として現れることが知られていて、それを見るための様々な実験が動こうとしている。
本研究では、同じような影響がニュートリノ振動実験にも現れうると考え、その影響がどう実験で見えるかを論じた。
まず一般的な形式化を行い、実験でどのようにパラメタ化すればいいのかを論じた。そこに現れるパラメタに対して、ニュートリノ工場や次世代のK2K型の実験のように将来的に考えられている実験がどれくらいの感度を持っているかを論じた。その結果として荷電レプトンでレプトンフレーバーの破れが近い将来観測にかかるようであれば、それらの実験でもその影響が見える場合が非常に多くあることを示した。
さらに、現在考えられている模型ではタウ粒子とミュー粒子の間のフレーバー混合が大きくなることを考慮すると、ミュー型タウ型間の遷移が大きくなる可能性が高いので、その遷移を見るために近い将来行われることが確定しているOPERA実験などでどれくらい感度があるかを調べた。その結果として、現在他の実験からついている制限と同程度の感度があることを見たので、これらの実験をアップグレードすることにより、タウ粒子の稀崩壊過程との制限よりも良い制限が得られる可能性があることを示した。

Research Products

• [Publications] Toshihiko Ota: "Oscillation Enhanced Search for New Interaction with Neutrinos"Physical Review. D65. 093015 (2002)
• [Publications] Toshihiko Ota: "Can ICARUS and OPERA Give Information on a New Physics?"Phisics Letters. B545. 367-372 (2002)
• [Publications] Joe Sata: "Oscillation Enhanced Search for New Interaction with Neutrinos"Nuclear Physics Proceedings of Suppllement. 111. 152-157 (2002)
• [Publications] Toshihiko Ota: "Yet another correlation in the analysis of CP violation using a neutrino oscillation experiment"Physical Review. D67. 053003 (2003)
• [Publications] Y.Suzuki: "Neutrino Oscillations and their Origin"World Scientific. 386 (2002)