T2K実験におけるニュートリノ振動の測定と反ニュートリノ振動の研究

T2K实验中中微子振荡测量及反中微子振荡研究

• 批准号: 12J01570
• 负责人: 鈴木 研人
• 金额: $ 1.15万
• 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: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J01570/
• 关键词: T2K; ニュートリノ振動

T2K実験は、加速器によって得られたミューオンニュートリノを用いて、電子ニュートリノ出現事象による振動パラメータθ13の測定、そしてミューオンニュートリノ消失事象による振動パラメータθ23、及び混合状態の質量二乗差Δm^2_23の精密測定を行っている。炭素標的から280mに設置された前置検出器及び295㎞離れた大型水チェレンコフ検出器(Super-K)にてニュートリノ事象数をはかり、両者を比べる事で振動パラメータの測定を行う。2013年5月までに測定したデータを用い、同年にθ13がゼロである事を7.3σの統計的有意性で棄却した事を発表した。さらに、同データを用いて世界最高精度でθ23を測定し、今年2014年にその結果を発表した。ニュートリノ振動で現在残されている課題としては、1.)レプトンセクターでCP保存が破れているのか、2.)質量階層性、3.)θ23は最大混合(45度)なのか、という主にこの3点が挙げられる。これらの課題を解決するためにも、反ミューオンニュートリノを用いたニュートリノ振動の測定は大変重要であると考えられている。私はこの反ミューオンニュートリノの生成量を検証するためにCT (Current monitor)を用意し炭素標的下流118mに設置準備を行った。このモニターにより反ニュートリノと共に生成された反ミューオンの量を測定が出来る事が期待され、その結果として、反ニュートリノの生成を確認する事ができる。現在T2K実験で測定されている振動パラメータの不定性の原因としてニュートリノ反応モデルの不定性によるものが大きい。この不定性は反ニュートリノの測定においても大きな影響を与えると考えられている。私はCTのR&Dと平行して、前置検出器に近い位置に設置した主に鉄及び炭素で構成された検出器「INGRID」を用い、未だ測られていないエネルギー領域におけるニュートリノ反応断面積の測定を行った。この解析による結果、測定値は現在のニュートリノ反応モデルと矛盾しない事が分かった。

T2K实验利用加速器获得的μ子中微子，精确测量电子中微子出现事件引起的振荡参数θ13、μ子中微子消失事件引起的振荡参数θ23以及混合态的质量平方差Δm^2_23。我要去。中微子事件的数量将通过安装在距碳靶280 m处的前置探测器和295 km外的大型水切伦科夫探测器（Super-K）进行测量，并通过比较两者来测量振荡参数。使用截至 2013 年 5 月测量的数据，他们于同年宣布拒绝 θ13 为零且统计显着性为 7.3σ 的事实。此外，他们利用相同的数据，以世界上最高精度测量了θ23，并于2014年公布了今年的结果。关于中微子振荡的其余问题是：1.）轻子区域是否违反了 CP 守恒？ 2.）质量等级；3.）θ23 是否最大混合（45 度）？为了解决这些问题，使用反μ中微子测量中微子振荡被认为是非常重要的。为了验证反μ中微子的产生量，我准备了一台CT（电流监测仪），准备安装在碳靶下游118m处。预计该监测仪将能够测量与反中微子一起产生的反μ子的数量，从而可以确认反中微子的产生。目前T2K实验测量的振荡参数的不确定性很大程度上是由于中微子反应模型的不确定性。这种不确定性被认为对反中微子测量有重大影响。在进行CT研发的同时，我使用了主要由铁和碳组成的探测器“INGRID”，安装在前探测器附近，对尚未测量的能量范围内的中微子反应截面进行了测量。采取。分析结果发现，测量值与当前的中微子反应模型一致。

项目成果

First muon-neutrino disappearance study with an off-axis beam

首次利用离轴光束研究μ子中微子消失

• DOI: 10.1103/physrevd.85.031103
• 发表时间: 2011
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: K.Abe;et al.(T2K Collaboration)
• 通讯作者: et al.(T2K Collaboration)

Measurement of neutrino oscillation parameters from muon neutrino disappearance with an off-axis beam.

• DOI: 10.1103/physrevlett.111.211803
• 发表时间: 2013-08
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: K. Abe;J. Adam;H. Aihara;T. Akiri;C. Andreopoulos;S. Aoki;A. Ariga;T. Ariga;S. Assylbekov;D. Autiero;M. Barbi;G. Barker;G. Barr;M. Bass;M. Batkiewicz;F. Bay;S. Bentham;V. Berardi;B. Berger;S. Berkman;I. Bertram;S. Bhadra;F. Blaszczyk;A. Blondel;C. Bojechko;S. Bordoni;S. Boyd;D. Brailsford;A. Bravar;C. Bronner;N. Buchanan;R. Calland;J. Caravaca Rodríguez;S. Cartwright;R. Castillo;M. Catanesi;A. Cervera;D. Cherdack;G. Christodoulou;A. Clifton;J Coleman-;S. Coleman;G. Collazuol;K. Connolly;L. Cremonesi;A. Curioni;A. Dąbrowska;I. Dankó;R. Das;S. Davis;P. de Perio;G. De Rosa;T. Dealtry;S. Dennis;C. Densham;F. Di Lodovico;S. di Luise;O. Drapier;T. Duboyski;K. Duffy;F. Dufour;J. Dumarchez;S. Dytman;M. Dziewiecki;S. Emery;A. Ereditato;L. Escudero;A. Finch;E. Frank;M. Friend;Y. Fujii;Y. Fukuda;A. Furmanski;V. Galymov;A. Gaudín;S. Giffin;C. Giganti;K. Gilje;T. Golan;J. Gómez-Cadenas;M. Gonin;N. Grant;D. Gudin;D. Hadley;A. Haesler;M. Haigh;P. Hamilton;D. Hansen;T. Hara;M. Hartz;T. Hasegawa;N. Hastings;Y. Hayato;C. Hearty;R. Helmer;M. Hierholzer;J. Hignight;A. Hillairet;A. Himmel;T. Hiraki;S. Hirota;J. Holeczek;S. Horikawa;K. Huang;A. Ichikawa;K. Ieki;M. Ieva;M. Ikeda;J. Imber;J. Insler;T. Irvine;T. Ishida;T. Ishii;S. Ives;K. Iyogi;A. Izmaylov;A. Jacob;B. Jamieson;R. Johnson;J. Jo;P. Jonsson;K. Joo;C. Jung;A. Kaboth;T. Kajita;H. Kakuno;J. Kameda;Y. Kanazawa;D. Karlen;I. Karpikov;E. Kearns;M. Khabibullin;A. Khotjantsev;D. Kiełczewska;T. Kikawa;A. Kilinski;J. Kim;S. Kim;J. Kisiel;P. Kitching;T. Kobayashi;G. Kogan;A. Kolaceke;A. Konaka;L. Kormos;A. Korzenev;K. Koseki;Y. Koshio;I. Kreslo;W. Kropp;H. Kubo;Y. Kudenko;S. Kumaratunga;R. Kurjata;T. Kutter;J. Lagoda;K. Laihem;M. Laveder;M. Lawe;M. Lazos;K. P. Lee;C. Licciardi;I. Lim;T. Lindner;C. Lister;R. P. Litchfield;A. Longhin;G. López;L. Ludovici;M. Macaire;L. Magaletti;K. Mahn;M. Malek;S. Manly;A. Marino;J. Marteau;J. Martin;T. Maruyama;J. Marzec;P. Masliah;E. Mathie;V. Matveev;K. Mavrokoridis;E. Mazzucato;M. McCarthy;N. McCauley;K. McFarland;C. Mcgrew;C. Metelko;P. Mijakowski;C. A. Miller;A. Minamino;O. Mineev;S. Mine;A. Missert;M. Miura;L. Monfregola;S. Moriyama;T. Mueller;A. Murakami;M. Murdoch;S. Murphy;J. Myslik;T. Nagasaki;T. Nakadaira;M. Nakahata;T. Nakai;K. Nakamura;S. Nakayama;T. Nakaya;K. Nakayoshi;D. Naples;C. Nielsen;M. Nirkko;K. Nishikawa;Y. Nishimura;H. O'Keeffe;R. Ohta;K. Okumura;T. Okusawa;W. Oryszczak;S. Oser;M. Otani;R. Owen;Y. Oyama;M. Pac;V. Palladino;V. Paolone;D. Payne;G. Pearce;O. Perevozchikov;J. Perkin;Y. Petrov;E. Pinzon Guerra;C. Pistillo;P. Plonski;E. Popławska;B. Popov;M. Posiadała;J. Poutissou;R. Poutissou;P. Przewłocki;B. Quilain;E. Radicioni;P. Ratoff;M. Ravonel;M. Rayner;A. Redij;M. Reeves;E. Reinherz-Aronis;F. Retière;A. Robert;P. Rodrigues;E. Rondio;S. Roth;A. Rubbia;D. Ruterbories;R. Sacco;K. Sakashita;F. Sánchez;F. Sato;E. Scantamburlo;K. Scholberg;J. Schwehr;M. Scott;Y. Seiya;T. Sekiguchi;H. Sekiya;D. Sgalaberna;M. Shiozawa;S. Short;Y. Shustrov;P. Sinclair;B. Smith;R. Smith;M. Smy;J. Sobczyk;H. Sobel;M. Sorel;L. Southwell;P. Stamoulis;J. Steinmann;B. Still;Y. Suda;A. Suzuki;K. Suzuki;S. Suzuki;Y. Suzuki;T. Szegłowski;R. Tacik;M. Tada;S. Takahashi;A. Takeda;Y. Takeuchi;H. Tanaka;H. Tanaka;M. Tanaka;I. Taylor;D. Terhorst;R. Terri;L. Thompson;A. Thorley;S. Tobayama;W. Toki;T. Tomura;Y. Totsuka;C. Touramanis;T. Tsukamoto;M. Tzanov;Y. Uchida;K. Ueno;A. Vacheret;M. Vagins;G. Vasseur;T. Wachala;A. Waldron;C. Walter;D. Wark;M. Wascko;A. Weber;R. Wendell;R. Wilkes;M. Wilking;C. Wilkinson;Z. Williamson;J. Wilson;R. J. Wilson;T. Wongjirad;Y. Yamada;K. Yamamoto;C. Yanagisawa;S. Yen;N. Yershov;M. Yokoyama;T. Yuan;A. Zalewska;J. Zalipska;L. Zambelli;K. Zaremba;M. Ziembicki;E. Zimmerman;M. Zito;J. Żmuda

Observation of electron neutrino appearance in a muon neutrino beam.

• DOI: 10.1103/physrevlett.112.061802
• 发表时间: 2013-11
• 期刊: Physical review letters
• 影响因子: 8.6
• 作者: K. Abe;J. Ádám;H. Aihara;T. Akiri;C. Andreopoulos;S. Aoki;A. Ariga;T. Ariga;S. Assylbekov-S.-Assylbek

Measurement of the inclusive ? µ charged current cross section on carbon in the near detector of the T2K experiment

包容性的测量？

• DOI: 10.1103/physrevd.87.092003
• 发表时间: 2013
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Abe K

T2K実験ニュートリノモニターを用いたニュートリノ反応断面積の測定結果

T2K实验中微子监测仪测量中微子反应截面结果

• 发表时间: 2014
• 作者: K.Abe;et al.(T2K Collaboration);市川 温子(国際会議出席のため代わりに発表)
• 通讯作者: 市川 温子(国際会議出席のため代わりに発表)