K2K実験における新型ニュートリノ検出器を用いたニュートリノ振動現象の研究

K2K实验中使用新型中微子探测器研究中微子振荡现象

• 批准号: 04J00637
• 负责人: 山本 真平
• 金额: $ 1.22万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J00637/
• 关键词: ニュートリノ; ニュートリノ振動

時間発展によりニュートリノフレーバーが変化するニュートリノ振動現象はこれまでに太陽および大気ニュートリノ観測等で実験的証拠が得られている。レプトンフレーバー保存則を破るこの現象の研究は素粒子標準模型を超えた新たな物理またはレプトン生成機構解明へとつながる重要な研究である。私の行うK2K実験はミューオンニュートリノビームを用いた世界初の長基線振動実験であり、時間発展前後のフラックスおよびエネルギースペクトルの比較によりミューオンニュートリノの減少・電子ニュートリノの出現を探索する。ニュートリノ振動を記述するパラメータ(ニュートリノ質量の2乗差、フレーバー間の混合角)の高精度測定によってレプトンセクターにおける混合行列の解明を行うことが本研究の目的である。まず、本研究課題の一つである新型ニュートリノの開発導入により、ニュートリノビームの生成時のエネルギースペクトルの精密測定に成功し、大気ニュートリノで観測された振動現象を99.997%の信頼度で実証した。また電子ニュートリノ事象の出現確率を求めることにより、実験的に未だ上限値しか与えられていないニュートリノ混合角θ_<13>の測定が行える。この探索において、これまでは中性パイ中間子の崩壊事象の電子ニュートリノ反応事象への混入することにより探索感度を悪くしていたため、解析手法の改善によるバックグラウンドの削減とその混入量の定量的評価を行った。観測された電子ニュートリノ事象候補はバックグラウンドの見積もりと同等であり、有意な信号を得られなかったが、ニュートリノ混合角θ_<13>に対してこれまでより厳しい制限sin^22θ_<13><0.26(90%信頼度)を与えた。θ_<13>においてはこれまで原子炉(反電子)ニュートリノ用いた実験でしか制限を与えられていなかったが、今回K2Kで得た結果はこれらの実験結果と矛盾しないものである。

Nutrino振动现象，其中中性的风味由于时间发展而变化，是太阳和大气中微子的实验证据。对这种现象的研究破坏了雷顿风味的法规是一项重要的研究，它导致新的物理学或一生的生成机制超出了基本粒子标准模型。我的K2K实验是世界上首次使用音乐剧的首个长基线振动实验，并通过比较时间前后的通量和能量谱，探索音乐中微子的减少以及电子中微子的出现。这项研究的目的是通过测量描述中微子振动的参数的高度精确测量（两个 - 平方文凭，在风味之间的风味角度）来阐明重新求解器中的混合基质。首先，新中微子的发展，这是研究问题之一，成功地测量了中性束生产时的能量谱，并证明了在Nutrinnia中观察到的振动现象，可靠性为99.997％。通过计算电子中微子事件出现的概率，可以测量中微子混合角θ_<13>，这在实验上仅给出了实验性的上限。在此搜索中，通过掺入中性派成熟儿童的电子中微子反应现象，使探索敏感性恶化了，因此通过改善分析方法和对其污染的定量评估来减少背景。观察到的电子中微子事件等于背景的估计，无法获得明显的信号，但是给出了中微子混合角θ_<13> sin^22θ_<13> <0.26（90％可靠性）的更严格的极限。在θ_<13>中，仅限制了使用反应器（抗电子）中微子的实验，但是这次在K2K中获得的结果与这些实验不一致。

项目成果

Search for nucleon decay via modes favored by supersymmetric grand unification models in Super-Kamiokande-I

• DOI: 10.1103/physrevd.72.052007
• 发表时间: 2005-09
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: K. Kobayashi;M. Earl;Y. Ashie;J. Hosaka;K. Ishihara;Y. Itow;J. Kameda;Y. Koshio;A. Minamino-A.-Minamin

Design, Construction, and Initial Performance of SciBar Detector in K2K Experiment

K2K 实验中 SciBar 探测器的设计、构造和初始性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: IEEE transactions on Nuclear Science 52巻
• 作者: Kiyonori Taguchi;Yoshiro Higano;S.Yamamoto et al.
• 通讯作者: S.Yamamoto et al.

Evidence for an oscillatory signature in atmospheric neutrino oscillation

大气中微子振荡中振荡特征的证据

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review Letters 93
• 作者: Y.Ashie;T.Ishida;Y.Yoshinari;M.Sakuda et al.
• 通讯作者: M.Sakuda et al.