Neutrino cross section measurements to solve the mystery of the matter-dominated universe

中微子截面测量可解开物质主导的宇宙之谜

基本信息

批准号：
21K03588
负责人：
南野彰宏
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

現在の宇宙は反粒子がほとんど存在しない物質優勢宇宙であるが、このような宇宙が形成されたメカニズムは明らかになっていない。ニュートリノで粒子と反粒子の対称性（以後CP対称性）が破れていると、上記の物質優勢宇宙が実現される可能性がある。T2K実験は、データを増やし、系統誤差を低減することで、99.7%の信頼度でCP対称性の破れを示すことを目指している。本研究では、T2K実験の主要な系統誤差の一つである「ニュートリノと標的原子核の反応断面積の精密測定」を新型前置ニュートリノ検出器WAGASCIともう一つのT2K実験前置ニュートリノ検出器ND280を用いて行う。WAGASCIとND280はビーム軸に対して異なる角度に設置されているため、異なったエネルギー分布を持つため、2つの検出器のエネルギー分布を差し引きすることで、単一エネルギーに近いエネルギー分布でのニュートリノ反応断面積測定が可能となる。本研究では、ニュートリノ反応でミューオンが生成される荷電カレント反応（Charged Current反応（以後CC反応））のうち荷電パイオンが観測されないCC0パイオンモードの反応断面積測定を行う。2022年度の成果は以下である。(1) WAGASCI complexによる2023年4月からのニュートリノビーム測定に向けた準備および試運転を完了させた。(2) WAGASCI complex単独での水標的およびCH標的に対するCC0パイオン反応断面積測定において解析の正当性確認と系統誤差の見積もりを完了させた。またWAGASCI complexとND280の共通解析フレームワークの開発を進めた。(4) WAGASCI complexによって削減できるT2K実験の系統誤差を定量的に評価するシミュレーション研究を開始した。

当前的宇宙是一个具有物质主导的宇宙，几乎没有反粒子，但是形成该宇宙的机制尚不清楚。如果中微子在中微子中损坏了颗粒和反颗粒之间的对称性（以下称为CP对称性），则可以实现上述材料主导的宇宙。 T2K实验旨在通过增加数据并减少系统误差，以99.7％的可靠性显示CP对称性破坏。在这项研究中，使用新的前中微子探测器Wagasci和另一种T2K实验性的前核前检测器ND280进行了T2K实验中的主要系统误差之一。由于Wagasci和ND280相对于梁轴的角度不同，因此它们具有不同的能量分布，并且通过减去两个检测器的能量分布，可以测量具有接近单个能量的中微子反应横截面区域。在这项研究中，我们测量了CC0 PION模式的横截面面积，在该模式下，电流反应（电流反应（以下称为CC反应）在中微子反应中产生umos，在中微子反应中未观察到电荷的pion，在该反应中未观察到电荷的pion。根据2022年的竞争范围。完成（2）我们完成了对wagasci复合物的cc0 pion反应横截面面积测量的验证和横截面面积的测量。

项目成果

期刊论文数量（22）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

T2K実験WAGASCI検出器フロントエンドエレクトロニクスを用いた電荷測定による線形性の評価

T2K 实验使用 WAGASCI 检测器前端电子器件通过电荷测量进行线性评估

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
小林北斗
通讯作者：
小林北斗

T2K実験前置ニュートリノ検出器WAGASCIの時間分解能向上に向けたファームウェア開発

固件开发提高 T2K 实验前中微子探测器 WAGASCI 的时间分辨率

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Watanabe A.;Nakai S.;Sekiguchi K.;Deltuva A.;Goto S.;Hatanaka K.;Hirai Y.;Ino T.;Inomoto D.;Inoue M.;Ishikawa S.;Itoh M.;Kanda H.;Kasahara H.;Maeda Y.;Miki K.;Nonaka K.;Ong H. J.;Oshiro H.;Sakai D.;Sakai H.;Shibuya S.;Tran D. T.;Umetsu H.;Utsuki Y.;Wakasa;茅根裕司;永井恒輝
通讯作者：
永井恒輝

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