Early identification of supernovae using neutrino observations at Super-Kamiokande

利用超级神冈探测器的中微子观测早期识别超新星

• 批准号: 21H04989
• 负责人: 中畑 雅行
• 金额: $ 127.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04989/
• 关键词: ニュートリノ; 超新星爆発

Super-Kamiokande(SK)では、2020年に硫酸ガドリニウム八水和物の総重量にして約13トンを初導入して、0.01%のガドリニウム濃度で約50%中性子捕獲効率を達成した。その後、約2年間にわたり安定したデータ取得を継続できた。2021年には原料の品質によらない、新たな精製プロセスの開発を企業と共同で行い、その結果、より放射性不純物の少ない硫酸ガドリニウム八水和物を安定して製造することに成功した。2022年には、納品された硫酸ガドリニウム八水和物の全ロットについて、ゲルマニウム検出器とICP-MSを持ちいて品質確認を行った結果、我々の要求を満たすものであることを確認した。2022年6月から7月には、硫酸ガドリニウム八水和物の総重量にして約26トンを追加導入して、 0.03%のGd濃度で75%の中性子捕獲効率を実現させることができた。超新星爆発方向決定プログラムの改良では、ガドリニウムによる中性子捕獲信号を使って逆ベータ反応事象をタグし、電子散乱事象と区別することで、方向決定精度を向上させた。モデルによっては10kpcの超新星方向決定精度を3度以内という目標を達成できた。さらに、HEALPIXという天文分野で広く使われているスカイマッピングツールを用いて、検出された事象方向をHEALPIX上にマッピングしその分布の形から超新星爆発方向を得ることができる手法を開発した。同時に、これまでの最尤法を用いたプログラムの改良を行い、HEALPIXを用いた手法を組み合わせることで、これまで約10分かかっていた計算を数秒で行うことができ、かつ方向決定精度もより良い結果を得ることに成功した。ハードウェアの改良では、これまで計算時間のボトルネックとなっていたディスクアクセスの向上のために、SSDの導入を行った。

Super-Kamiokande(SK) is expected to achieve neutral ion capture efficiency of approximately 50% by 2020 at initial introduction of 0.01% of the total weight of sulfuric acid and water. After about 2 years, the stability was achieved. In 2021, the quality of raw materials, the development of new refined products, the joint operation of enterprises, the results, the reduction of radioactive impurities, the stability of water and substances, and the successful production of new refined products In 2022, the company will continue to conduct quality verification of products and products, and will continue to conduct quality verification of products and products according to its requirements. From June to July 2022, the neutral ion capture efficiency of 0.03% Gd concentration and 75% Gd concentration of sulfuric acid was increased by about 26%. An improved method for determining the direction of supernova explosion is proposed. The method includes the following steps: (1) determining the direction of supernova explosion;(2) determining the direction of supernova explosion; and (3) determining the direction of supernova explosion. The supernova direction determination accuracy of 10kpc is within 3 degrees. In addition, the HEALPIX and the Astronomical Division of the field are divided into two parts: the direction of the event, the shape of the distribution, and the direction of the supernova explosion. At the same time, the most effective method is to use the method to improve the operation, HEALPIX is to use the method to combine the calculation, about 10 minutes, a few seconds, a few seconds, a minute, a minute The time of calculation is calculated from the top of the list, and the SSD is introduced.

项目成果

SK-Gd実験での超新星背景ニュートリノ探索における大気ニュートリノ背景事象の研究

SK-Gd实验中寻找超新星背景中微子的大气中微子背景事件研究

• 发表时间: 2023
• 作者: Taghipour Simin;Abastabar Mahdi;Piri Fahimeh;Aboualigalehdari Elham;Jabbari Mohammad Reza;Zarrinfar Hossein;Nouripour-Sisakht Sadegh;Mohammadi Rasoul;Ahmadi Bahram;Ansari Saham;Katiraee Farzad;Niknejad Farhad;Didehdar Mojtaba;Nazeri Mehdi;Makimura Koichi;S.Sakai
• 通讯作者: S.Sakai

SK-Gd実験の現状と展望

SK-Gd实验的现状与展望

• 发表时间: 2022
• 作者: Hirose Kei;Wood Bernard;Vocadlo Lidunka;敷島千鶴・川本哲也・野崎華世・赤林英夫;本庄三恵;Y.Koshio
• 通讯作者: Y.Koshio

Galactic Supernova Detction with EGADS/HEIMDALL

使用 EGADS/HEIMDALL 进行银河系超新星探测

• 发表时间: 2022
• 作者: Kamibayashi;M.;Tachibana;S.;Yamamoto;D.;Kawasaki;N. and Yurimoto;H.;恩田理奈;L.Marti
• 通讯作者: L.Marti

スーパーカミオカンデ超新星爆発ニュートリノ観測による爆発天体の早期特定

通过Super-Kamiokande超新星爆炸中微子观测早期识别爆炸物体

The Super-Kamiokande Pre-Supernova Alert System

超级神冈超新星爆发前警报系统

• 发表时间: 2022
• 作者: Osakabe A;Takizawa Y;Horikoshi N;Frederic B;Kurumizaka H;and Kakutani T;吉田豊;L.N.Machado
• 通讯作者: L.N.Machado