シンチレーションバルーンを用いた世界最高感度でのマヨナラニュートリノ探索

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15J02193
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小原 脩平 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Keywords: ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊

Outline of Annual Research Achievements

カムランド禅実験は, ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊(0n2b)探索において世界最高感度を達成しており, これまでにニュートリノのマヨラナ有効質量の縮退構造領域のほとんどを排除することに成功している. これからはさらなる感度向上をすることでいくつかの理論予測モデルの検証を行うことが目的となるが, そのためには検出容器であるナイロン製バルーンの大型化と低放射能化が不可欠である. スーパークリーンルーム内において様々な工夫を凝らすことにより, 新しく徹底的に低放射能化されたバルーンを完成させることができた. 当初の研究計画に比べると少し遅れているが, これから新しく制作したバルーンをカムランドへインストールし実験開始をすることで, 最高感度を更新しさらなる物理探索を行う.
また, 液体シンチレータに耐性を持つフィルム状シンチレータ(素材としてはポリエチレンナフタレートを想定)の研究開発については, 波形弁別による粒子識別が可能であるという見通しが立った. さらにその薄膜化された素材形状のおかげでシンチレーション光とチェレンコフ光が見分けられる可能性について示唆した. ポリエチレンナフタレートフィルム同士の熱溶着についても技術確立と平行し, 硬質容器形状での導入も検討している. 将来的にナイロン製バルーンの代わりにこれを導入することによって, 現在のカムランド禅実験における最も主要な背景事象とであるウラン系列の放射線不純物を99%除去できる見込みである.

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。