The search for CP violation in a neutrino sector by the precise measurement of two kinds of spectrum

通过两种光谱的精确测量寻找中微子扇区的CP破坏

• 批准号: 19J22258
• 负责人: 安留 健嗣
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22258/
• 关键词: ニュートリノ; CP対称性; T2K実験; ニュートリノ反応断面積; J-PARC; 微分断面積の測定; ニュートリノ振動解析; トラッカーの製作

申請者は、物質の最小単位である素粒子を研究しており、特に、ニュートリノの性質を明らかにすることを目指している。粒子と反粒子の対称性（CP対称性）が、ニュートリノでは破れていることを検証することが主たる研究目的である。ニュートリノは現在3種類が知られており、飛行中にその種類が変化する（ニュートリノ振動）性質を持つ。CP対称性が破れている場合、ニュートリノと反ニュートリノのニュートリノ振動確率が異なるため、実験によりそれらのニュートリノ振動を精密に測定することで、CP対称性の破れを検証できる。申請者は、国際ニュートリノ実験であるT2K実験に所属し、ニュートリノを加速器によって人工的に生成し、295 km離れた検出器で測定し、ニュートリノ振動を測定する。2020年までに取得した全データを用いて、T2K実験によるニュートリノ振動測定の最新結果を公表した。この解析により、ニュートリノのCP対称性の破れが90％の信頼度で示唆されるという結果を導いた。その測定精度は現在世界最高精度である。CP対称性の破れは、現在の世界が物質に満ち溢れている理由を説明する鍵となりうる現象であるため、さらにデータを取得して統計誤差を減らし、信頼度を向上させることが重要である。T2K実験の測定精度を向上させるには、系統誤差を抑制することも重要である。現在支配的な系統誤差はニュートリノ反応の不定性に起因しており、精密なニュートリノ反応測定が求められる。申請者は、自ら立ち上げたニュートリノ反応測定プロジェクトを進め、ニュートリノ反応断面積の測定を行った。これは、T2K実験が公表している断面積測定におけるニュートリノエネルギーとは異なるエネルギーでの測定であり、ニュートリノ反応を理解する上で重要なインプットとなることが期待される。今後は、この測定結果を振動解析に反映し、T2K実験の測定精度を向上させることを目指す。

申请人研究基本粒子（物质的最小单位），特别旨在阐明中微子的性质。这项研究的主要目的是验证中微子中粒子与反粒子之间的对称性（CP对称性）是否被破缺。目前已知三种类型的中微子，它们具有在飞行过程中改变类型的特性（中微子振荡）。当CP对称性破缺时，中微子和反中微子的中微子振荡概率是不同的，因此通过实验精确测量这些中微子振荡，可以验证CP对称性破缺。申请人属于T2K实验，这是一项国际中微子实验，该实验利用加速器人工产生中微子，用295公里外的探测器测量中微子，并测量中微子振荡。利用截至 2020 年获得的所有数据，我们发布了 T2K 实验中微子振荡测量的最新结果。该分析得出的结论是，中微子的 CP 对称性已破缺，置信度为 90%。其测量精度是目前世界上最高的。 CP 对称性的破缺是解释当今世界为何充满物质的关键现象，因此获取更多数据以减少统计误差并提高可靠性非常重要。为了提高T2K实验的测量精度，抑制系统误差也很重要。目前，主要的系统误差是由于中微子反应的不确定性造成的，因此需要准确的中微子反应测量。申请人开展了自己发起的中微子反应测量项目，测量了中微子反应截面。这是在与 T2K 实验发表的横截面积测量中使用的中微子能量不同的能量下进行的测量，预计将为理解中微子反应提供重要的输入。未来，我们的目标是将这些测量结果反映在振动分析中，提高T2K实验的测量精度。

项目成果

First physics run of the WAGASCI-BabyMIND detector with full setup

WAGASCI-BabyMIND 探测器在完整设置下的首次物理运行

• DOI: 10.22323/1.369.0119
• 发表时间: 2020
• 期刊: Proceedings of the 21st international workshop on neutrinos from accelerators (NuFact2019)
• 作者: Yasutome Kenji;T2K collaboration
• 通讯作者: T2K collaboration

T2K oscillation analysis results

T2K振荡分析结果

• 发表时间: 2022
• 作者: K.Abe;T.Ishida;Y.Oyama et al.;Abe K et al. (T2K Collaboration);K.Yasutome;Kenji Yasutome
• 通讯作者: Kenji Yasutome

T2K-WAGASCI実験によるCH標的のニュートリノ反応の識別とミューオンの角度・運動量の再構成

T2K-WAGASCI实验识别CH靶中微子响应并重建μ子角和动量

• 发表时间: 2020
• 作者: Toshiaki Onitsuka;Yoji Hirano;Kiyotaka Nemoto;Naoki Hashimoto;Itaru Kushima;Daisuke Koshiyama;Michihiko Koeda;Tsutomu Takahashi;Yoshihiro Noda;Junya Matsumoto;Kenichiro Miura;Takanobu Nakazawa;Takatoshi Hikida;Kiyoto Kasai;Norio Ozaki;Ryota;安留健嗣
• 通讯作者: 安留健嗣

T2K-WAGASCI実験によるCH標的のパイ中間子を含まないニュートリノ荷電カレント反応散乱断面積の解析

使用 T2K-WAGASCI 实验分析 CH 靶无介子的中微子带电电流反应散射截面

• 发表时间: 2021
• 作者: Naoki Yamaji;Yuma Takemoto;Takaaki Miyaji;Namiki Mitani-Ueno;Kaoru T. Yoshida;Jian Feng Ma;清水 洋;安留健嗣
• 通讯作者: 安留健嗣

鉄コア磁石Baby MIND検出器のアップグレードとT2K-WAGASCI実験解析の展望

铁芯磁铁Baby MIND探测器升级及T2K-WAGASCI实验分析前景

• 发表时间: 2019
• 作者: Yujiro Kidani;Yohko Kitagawa;Naganari Ohkura;Shimon Sakaguchi;香取秀俊;A. Yukimachi and Y. Miyamoto;安留健嗣
• 通讯作者: 安留健嗣