Neutrino cross section measurements to solve the mystery of the matter-dominated universe

中微子截面测量可解开物质主导的宇宙之谜

• 批准号: 21K03588
• 负责人: 南野 彰宏
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03588/
• 关键词: ニュートリノ; ニュートリノ振動; 加速器ニュートリノ; 物質優勢宇宙; CP対称性の破れ; 前置ニュートリノ検出器

現在の宇宙は反粒子がほとんど存在しない物質優勢宇宙であるが、このような宇宙が形成されたメカニズムは明らかになっていない。ニュートリノで粒子と反粒子の対称性（以後CP対称性）が破れていると、上記の物質優勢宇宙が実現される可能性がある。T2K実験は、データを増やし、系統誤差を低減することで、99.7%の信頼度でCP対称性の破れを示すことを目指している。本研究では、T2K実験の主要な系統誤差の一つである「ニュートリノと標的原子核の反応断面積の精密測定」を新型前置ニュートリノ検出器WAGASCIともう一つのT2K実験前置ニュートリノ検出器ND280を用いて行う。WAGASCIとND280はビーム軸に対して異なる角度に設置されているため、異なったエネルギー分布を持つため、2つの検出器のエネルギー分布を差し引きすることで、単一エネルギーに近いエネルギー分布でのニュートリノ反応断面積測定が可能となる。本研究では、ニュートリノ反応でミューオンが生成される荷電カレント反応（Charged Current反応（以後CC反応））のうち荷電パイオンが観測されないCC0パイオンモードの反応断面積測定を行う。2022年度の成果は以下である。(1) WAGASCI complexによる2023年4月からのニュートリノビーム測定に向けた準備および試運転を完了させた。(2) WAGASCI complex単独での水標的およびCH標的に対するCC0パイオン反応断面積測定において解析の正当性確認と系統誤差の見積もりを完了させた。またWAGASCI complexとND280の共通解析フレームワークの開発を進めた。(4) WAGASCI complexによって削減できるT2K実験の系統誤差を定量的に評価するシミュレーション研究を開始した。

Now の universe は antiparticles が ほ と ん ど exist し な い material advantage universe で あ る が, こ の よ う な が universe さ れ た メ カ ニ ズ ム は Ming ら か に な っ て い な い. ニ ュ ー ト リ ノ で particle と antiparticles の said sex (CP said seaborne later) seaborne が broken れ て い る と, written の material advantage が universe be presently さ れ る possibility が あ る. T2K be 験 は, デ ー タ を raised や し, low system error を reduction す る こ と で, 99.7% の 頼 で CP said sex seaborne の broken れ を shown す こ と を refers し て い る. This study で は, T2K be 験 の main な system error の a つ で あ る "ニ ュ ー ト リ ノ と target nucleus の 応 broken area is の precision measurement" を new front-facing ニ ュ ー ト リ ノ 検 extractor WAGASCI と も う a つ の T2K be 験 front-facing ニ ュ ー ト リ ノ 検 extractor ND280 を with い う て line. WAGASCI と ND280 は ビ ー ム shaft に し seaborne て different な に る Angle setting さ れ て い る た め, different な っ た エ ネ ル ギ ー distribution を hold つ た め, 2 つ の 検 extractor の エ ネ ル ギ を ー distribution difference し lead き す る こ と で, 単 エ ネ ル ギ ー に nearly い エ ネ ル ギ ー distribution で の ニ ュ ー ト リ ノ が by reversed 応 area may と な る. This study で は, ニ ュ ー ト リ ノ anti 応 で ミ ュ ー オ ン が generated さ れ る Charged カ レ ン ト anti 応 (Charged Current anti 応 (CC later reverse 応) の う ち Charged パ イ オ ン が 観 measuring さ れ な い CC0 パ イ オ ン モ ー ド の 応 area measurement line を う. The achievements of 2022 are as follows: である. (1) WAGASCI complex に よ る April 2023 か ら の ニ ュ ー ト リ ノ ビ ー ム determination to け に た prepare お よ び related planning finished を さ せ た. (2) WAGASCI complex 単 alone で の water mark お よ び CH mark に す seaborne る CC0 パ イ オ ン anti 応 area measurement に お い て parsing の legitimacy confirm と system error の see product も り を finished さ せ た. Youdaoplaceholder0 WAGASCI complexとND280 common analysis フレ ムワ ムワ <s:1> <s:1> development を in めた. (4) WAGASCI complex に よ っ て cut で き る T2K be 験 の system error を に of quantitative evaluation of 価 す る シ ミ ュ レ ー シ ョ ン research を start し た.

项目成果

T2K実験前置ニュートリノ検出器WAGASCIの時間分解能向上に向けたファームウェア開発

固件开发提高 T2K 实验前中微子探测器 WAGASCI 的时间分辨率

• 发表时间: 2023
• 作者: Watanabe A.;Nakai S.;Sekiguchi K.;Deltuva A.;Goto S.;Hatanaka K.;Hirai Y.;Ino T.;Inomoto D.;Inoue M.;Ishikawa S.;Itoh M.;Kanda H.;Kasahara H.;Maeda Y.;Miki K.;Nonaka K.;Ong H. J.;Oshiro H.;Sakai D.;Sakai H.;Shibuya S.;Tran D. T.;Umetsu H.;Utsuki Y.;Wakasa;茅根裕司;永井恒輝
• 通讯作者: 永井恒輝

T2K実験WAGASCI検出器フロントエンドエレクトロニクスを用いた電荷測定による線形性の評価

T2K 实验 使用 WAGASCI 检测器前端电子器件通过电荷测量进行线性评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 小林北斗

T2K実験WAGASCI-BabyMIND検出器による水標的のπ中間子を伴わないニュートリノ荷電カレント反応散乱断面積の系統誤差の評価

T2K 实验中使用 WAGASCI-BabyMIND 探测器评估水目标无 pi 介子的中微子带电反应散射截面的系统误差

• 发表时间: 2022
• 作者: Giorgio Pintaudi

T2K

T2K

• 发表时间: 2017
• 作者: Chadani Yuhei;Sugata Nobuyuki;Niwa Tatsuya;Ito Yosuke;Iwasaki Shintaro;Taguchi Hideki;Sugasawa K;坂下健
• 通讯作者: 坂下健

Imperial College London/Oxford University/STFC(英国)

伦敦帝国理工学院/牛津大学/STFC(英国)