Reinforcement of experimental sensitivity for verification of the LSND anomaly using a small near detector

使用小型近探测器增强 LSND 异常验证的实验灵敏度

基本信息

批准号：
20J10391
负责人：
日野陽太
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Okayama University (2021)Tohoku University (2020)
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-20J10391/
关键词：
ニュートリノ液体シンチレーター

项目摘要

小型検出器の設置可能場所の選定と背景事象量の実測:検討の結果、水銀標的から10m以内で小型検出器の設置可能な候補地としては、MLF第一実験ホールの前置遮蔽体上が適していることがわかった。一方で、第一実験ホールは危険物一般取扱場所として登録されていないため、当初想定していた液体シンチレーター検出器は設置できず、危険物を使用しないプラスチックシンチレーター検出器を検討する必要あることがわかった。また、背景事象量も未知であるため、実測から実験遂行が可能かどうかを検討する必要がある。そこで、本研究と同様に第一実験ホールでの実験遂行を計画している鉛電子ニュートリノ反応断面積測定実験DaRveXと合同で、検出器設置候補地における背景事象測定を2021年6月から7月にかけて1ヶ月程度おこなった。本測定では、検出器の建設、現場への導入やデータ解析などを主導し、first lookな結果について日本物理学会で報告を行った。現状のデータ解析では、後発信号領域に多くの背景事象が存在しており、遅延同時計測による背景事象の削減が難しいことがわかっている。この背景事象はビーム由来の熱中性子が原子核に捕獲された際に放出されるガンマ線が原因と考えられる。ガンマ線の発生源としては、検出器周辺のコンクリートで中性子捕獲が起こる場合と検出器中のガドリニウムで発生する場合が想定できるが、今回の測定では区別ができないため、原因特定のためには追加の測定が必要であることがわかった。現在、追加測定の準備を進めている。ガンマ線の発生源の特定できれば、適切なシールドによって背景事象を削減できるため、ニュートリノ観測が可能となると考えられる。

小型探测器可能安装地点的选择和背景事件量的实际测量：研究结果显示，距离汞目标10 m以内的小型探测器可能的安装地点是MLF第一次实验的前屏蔽上霍尔我觉得很合适。另一方面，由于第一实验大厅没有注册为危险物品一般处理区域，因此无法安装我们最初设想的液体闪烁体探测器，我们需要考虑使用不具有危险性的塑料闪烁体探测器。使用危险材料。此外，由于背景事件的数量是未知的，因此需要考虑是否可以基于实际测量进行实验。因此，与本研究同样计划在第一实验厅开展的铅电子中微子反应截面测量实验DaRveX合作，我们将在候选探测器安装地点进行背景事件测量2021年6月到7月。大概用了一个月的时间。在这次测量中，我们主导了探测器的建造、现场介绍和数据分析，并向日本物理学会报告了第一眼结果。目前的数据分析表明，延迟信号区域存在较多的背景事件，很难通过延迟同时测量来减少背景事件。这种背景现象被认为是由原子核捕获来自束流的热中子时发射的伽马射线引起的。伽马射线源可以假设为探测器周围混凝土中的中子俘获或探测器中的钆，但由于在测量中无法区分它们，因此需要进行额外的测试来确定原因。测量是必要的。我们目前正在准备进行额外的测量。如果可以识别伽马射线源，则可以通过适当的屏蔽减少背景事件，从而可以观测中微子。