日韓ニュートリノ振動実験に関する理論的な研究

日韩中微子振荡实验理论研究

基本信息

批准号：
20039014
负责人：
萩原薫
金额：
$ 1.73万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

T2KK実験での最重要過程、ミューニュートリノから電子ニュートリノへの遷移過程検出の主要なバックグランドとなる、中性カレントによる中性パイメソン生成を評価した。中性パイメソンの2光子崩壊において、2光子が同じ方向に放射される場合と、1方の光子がソフトな場合に、水チェレンコフ検出器では電子のシグナルと区別できない。特に高エネルギーニュートリノを検出する韓国側の検出器でこのバックグランドが深刻であることが分かった。このバックグランドの解析と同時に、酸素原子核内の核子のフェルミ運動の効果、デルタ共鳴生成の効果等も評価した研究成果を論文として投稿し、専門誌JHEPに掲載された。T2KK実験の東海村と神岡、東海村と韓国、其々の基線に沿った物質分布を、最新の地球物理学的観測データをもとに評価し、その結果をニュートリノ振動確率計算に取り入れた。物質密度の不定性によってT2KK実験の物理的成果がどれだけ制限されるかを評価し、また、局所的に物質密度が均一であるとの近似のもとで振動確率を厳密に計算するプログラムを開発し、フーリエモードによる解析の収束性を評価した。更に、ニュートリノビームによる実験だけでなく、反ニュートリノビームによる実験をも併用することで、物質密度分布の不定性による制限を大幅に緩和できることを明らかにした。これらの知見をまとめた投稿論文を現在準備中である。

我们评估了中性流产生中性松子的过程，这是T2KK实验中最重要的过程，也是探测μ子中微子到电子中微子跃迁过程的主要背景。在中性松子的双光子衰变中，当两个光子朝同一方向发射且其中一个光子较软时，水切伦科夫探测器无法将其与电子信号区分开来。人们发现这种背景在探测高能中微子的韩国探测器中尤其严重。在分析这一背景的同时，他们还评估了氧原子核中核子费米运动的影响、δ共振产生的影响等，并将研究成果以论文形式提交，发表在专业期刊JHEP上。我们根据最新的地球物理观测数据，评估了东海村和神冈以及东海村和韩国之间T2KK实验基线的物质分布，并将结果纳入中微子振荡概率计算中。我们评估了T2KK实验的物理结果在多大程度上受到材料密度不确定性的限制，并且还开发了一个程序来严格计算材料密度局部均匀近似下的振动概率。使用傅里叶模式进行分析的收敛。此外，还发现，不仅通过使用中微子束的实验，而且通过使用反中微子束的实验，可以显着减轻由物质密度分布的不确定性引起的限制。我们目前正在准备提交一份总结这些发现的论文。