ニュートリノ振動、フレーバー対称性とコライダーの物理

中微子振荡、味道对称性和对撞机物理

基本信息

批准号：
12F02323
负责人：
萩原薫
金额：
$ 1.54万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02323/
关键词：
ニュートリノ振動大気ニュートリノ振動 ICECUBE PINGU ニュートリノ質量階層性レプトンフレーバー混合 CP非保存素粒子物理学粒子理論ニュートリノ原子炉ニュートリノ大気ニュートリノ CP立位相素粒子実験将来計画素粒子理論 CP位相

项目摘要

当該年度は、研究の最終年度で且つ半年間であったため、これまでの研究成果を取りまとめ、発表することに専念した。まず、大気ニュートリノ振動の物理解析を大幅に高速化、系統化することが可能な、ニュートリノフレーバーの「振動基底」を積極的に採用し、地球の物質効果を受ける部分と受けない部分との明確な分離に基づく新しい解析手法を開発した。この手法により、ニュートリノ質量とレプトンフレーバー混合の未決定要素について、大気ニュートリノ振動観測が原理的に達成しうる精度を明らかにした論文を発表した。S.F.Ge、K.Hagiwara、C.Rottによる A novel approach to study atmospheric neutrino oscillation であり、専門誌、JHEPに掲載された。次に、この新しい解析手法を用いて、南極の巨大ニュートリノ検出器ICECUBEの将来計画、PINGU計画による大気ニュートリノ振動検出実験の定量的解析を行った。PINGU計画グループ自身による有効体積の評価、ミューオンと電子、ハドロン事象のエネルギー、運動量角度の測定精度を用い、さらに、大気ニュートリノフラックスの不定性等を考慮して、ニュートリノ質量の階層性、２－３世代混合角のオクタントの決定、レプトンフレーバー混合に現れるCP非保存位相の測定、等を定量的に検討し、前２者について極めて肯定的な結果を得た。この成果は、S.F.GeとK.Hagiwaraの共著論文、Physics reach of atmoshpheric neutrino measurements at PINGUとして発表し、専門誌JHEPに掲載された。

今年是研究的最后一年，只持续了半年，所以我重点整理和展示了迄今为止的研究成果。首先，我们将主动采用中微子味的“振荡基础”，这可以大大加快和系统化大气中微子振荡的物理分析，并明确哪些部分受到地球物质效应的影响，哪些部分不受地球物质效应的影响。我们开发了一种基于分离的新分析方法。使用这种方法，我们发表了一篇论文，阐明了通过大气中微子振荡观测对中微子质量和轻子风味混合的未确定元素原则上可以达到的准确性。 S.F.Ge、K.Hagiwara 和 C.Rott 提出的研究大气中微子振荡的新方法发表在《JHEP》杂志上。接下来，利用这种新的分析方法，我们对南极巨型中微子探测器ICECUBE的未来计划以及PINGU项目进行的大气中微子振荡探测实验进行了定量分析。利用PINGU规划组自身对有效体积的评估、μ子、电子和强子事件的能量以及动量角的测量精度，并考虑大气中微子通量的不确定性，确定了中微子的等级质量，2-3。我们定量研究了生成混合角的八分圆的确定，轻子风味混合中出现的CP非保守相的测量，并获得了关于前两者的非常积极的结果。该成果由S.F.Ge和K.Hagiwara共同撰写的论文《Physicsreach of atmoshpheric neutrinomeasurement at PINGU》发表在《JHEP》杂志上。