Precise measurement of neutrino-nucleus interaction with nuclear emulsion

用核乳剂精确测量中微子-核相互作用

• 批准号: 20J15496
• 负责人: 鈴木 陽介
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15496/
• 关键词: ニュートリノ; 原子核乾板; J-PARC

ニュートリノ振動は、素粒子標準模型の枠組みを超えた唯一の実験事実であり、ニュートリノ振動の精密測定から統一理論等の新しい素粒子理論を構築するうえでの手掛かりが得られると考えられている。特に長基線ニュートリノ実験では、物質と反物質の対称性の違いであるCP位相の測定や、新たな対称性を示唆するθ23が最大混合であるかの検証を行うため大統計実験が計画されている。しかし、これらの目標を達成するためには大統計実験による統計誤差の削減に加えて系統誤差の削減が必須である。本研究では原子核乾板を用いてニュートリノ反応の精密測定を行うことを目的としている。原子核乾板はサブミクロンの位置分解能を持ちニュートリノ反応点近傍の詳細解析が可能である。また、検出器の構造から多様な標的核種の選択が可能であり、本研究においてはスーパーカミオカンデ検出器と同じ標的である水標的での反応解析を行う。これにより、現在系統誤差の主要因となっているニュートリノ反応による不定性を削減することを目標としている。当該年度の研究では、約100m2という大量のフィルムから得られたデータに対してニュートリノ反応の検出を行うために、飛跡処理プロセスの改良を行った。改良は大きく3つあり、1枚のフィルム内での飛跡選別アルゴリズムの改良によるS/Nの向上、2枚のフィルムの位置合わせの高精度化および接続処理の高速化、複数のフィルム間での飛跡接続組み合わせの選択最適化である。これらの開発により、高検出効率でのニュートリノ反応検出を現実的な計算時間で行うことが可能になった。

中微子振荡是唯一超越基本粒子标准模型框架的实验事实，相信中微子振荡的精确测量可以为构建统一理论等新的基本粒子理论提供线索。特别是，在长基线中微子实验中，计划进行大型统计实验来测量CP相位（物质与反物质之间的对称性差异），并验证表明新对称性的θ23是否是最大混合。然而，为了实现这些目标，除了通过大规模统计实验减少统计误差外，还必须减少系统误差。这项研究的目的是使用核乳剂对中微子反应进行精确测量。核乳剂具有亚微米位置分辨率，可以对中微子反应点附近进行详细分析。此外，可以根据探测器的结构选择多种目标核素，在本研究中，我们将分析与水目标的反应，该水目标与Super-Kamiokande探测器相同。这样做的目的是减少中微子反应引起的不确定性，中微子反应是目前系统误差的主要原因。在今年的研究中，我们改进了跟踪处理过程，以便从大量（约100平方米）胶片获得的数据中检测中微子反应。主要有三方面的改进：通过改进单片内的轨道选择算法来提高信噪比，提高两片薄膜的对准精度和更快的连接处理速度，以及提高多片之间的轨道连接组合的选择优化。这些进展使得在实际计算时间内以高检测效率检测中微子反应成为可能。

项目成果

NINJA実験物理ランにおける水標的ECCの解析

NINJA 实验物理运行中水目标 ECC 分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 和田有希;榎戸輝揚;中澤知洋;久保守;湯浅孝行;米徳大輔;澤野達哉;岡田豪;南戸秀仁;篠田太郎;佐藤陽祐;Gabriel Sousa Diniz;牛尾知雄;牧島一夫;土屋晴文;霞 綺花
• 通讯作者: 霞 綺花

NINJA実験物理ランにおける水標的ECC中のニュートリノ反応再構成

NINJA 实验物理运行中水靶 ECC 中的中微子反应重建

• 发表时间: 2020
• 作者: 澁川幸加;溝口侑;鈴木 陽介
• 通讯作者: 鈴木 陽介

Analysis status of one water target ECC for NINJA experiment

NINJA实验的一种水目标ECC分析现状

• 发表时间: 2020
• 作者: Ryosuke Mitsui;Ryosuke Yamada;Takuya Matsumoto;Shizue Yoshihara;Hayato Tokumoto;Hiroyasu Ogino;Yosuke Suzuki
• 通讯作者: Yosuke Suzuki

Wide angle acceptance and high-speed track recognition in nuclear emulsion

核乳胶中的广角接收和高速轨迹识别

• DOI: 10.1093/ptep/ptac076
• 发表时间: 2022
• 期刊: Progress of Theoretical and Experimental Physics
• 影响因子: 3.5
• 作者: Suzuki Y;Fukuda T;Kawahara H;Komatani R;Naiki M;Nakano T;Odagawa T;Yoshimoto M
• 通讯作者: Yoshimoto M

NINJA実験における水標的ECCを用いたニュートリノ反応点近傍の詳細解析

NINJA 实验中使用水靶 ECC 详细分析中微子反应点附近

• 发表时间: 2021
• 作者: Mitsui Ryosuke;Yamada Ryosuke;Matsumoto Takuya;Ogino Hiroyasu;澁川幸加;鈴木 陽介
• 通讯作者: 鈴木 陽介